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Le code génétique du cerveau humain est beaucoup plus complexe que nous ne le pensions, certains gènes pouvant coder des centaines de protéines différentes. Cette découverte est le fruit du premier séquençage du « transcriptome » complet – une lecture de toutes les différentes façons dont les gènes peuvent être utilisés pour fabriquer des protéines, d’une partie du cerveau humain.

Le séquençage du « transcriptome » complet

« À partir du même ensemble d’informations génétiques, il est possible de dériver beaucoup plus de paramètres », explique Jonathan Mill, de l’université d’Exeter, au Royaume-Uni. Lorsque les cellules fabriquent des protéines, le gène concerné est d’abord utilisé comme modèle pour en construire une copie sous forme d’ARNm, un processus connu sous le nom de transcription. La séquence d’ARNm est ensuite utilisée pour créer la protéine.

Cependant, chaque gène n’est pas utilisé en totalité, car les gènes sont constitués de plusieurs segments d’ADN codant pour les protéines, appelés exons, qui sont entrecoupés de segments appelés introns qui sont normalement censés être coupés de l’ARNm, ce qui permet aux exons d’être « épissés » ensemble.

On sait depuis longtemps que certains gènes peuvent produire des séquences d’ARNm légèrement différentes, car tous les exons ne sont pas utilisés. Plus récemment, on a découvert que certains introns pouvaient ne pas être éliminés.

L’importance de ces processus d’épissage alternatif n’était pas claire. Maintenant, le groupe de Mill a utilisé de nouvelles techniques de séquençage pour caractériser et quantifier tous les différents ARNm dans les cellules du cortex cérébral, une partie externe du cerveau qui joue un rôle important dans les processus de pensée complexes.

Près de 33 000 molécules d’ARNm différentes

L’équipe a étudié des échantillons de tissus provenant de personnes qui avaient accepté de faire don de leur cerveau pour la recherche après leur mort. Sur les quelque 13 000 gènes actifs dans le cortex cérébral, les chercheurs ont trouvé près de 33 000 molécules d’ARNm différentes. Environ un cinquième des gènes ont produit des ARNm contenant des introns, et plus de 200 gènes ont produit entre 10 et 100 ARNm différents.

Ces résultats montrent que l’épissage alternatif dans le cerveau est plus important que nous ne le pensions, explique M. Mill. « Le cerveau est un organe très complexe, c’est donc logique ».

On ne sait pas si tous les ARNm découverts finissent par être transformés en protéines, mais même s’ils ne le sont pas, ils peuvent affecter l’activité des gènes, dit Mill. Les chercheurs ont également constaté que les cellules cérébrales des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et de la schizophrénie produisent des ARNm différents, ce qui suggère que l’épissage alternatif pourrait jouer un rôle dans ces pathologies.

Une base de données des transcriptomes

L’équipe a placé les versions humaine et murine du transcriptome du cortex cérébral dans une base de données publique que d’autres chercheurs peuvent utiliser.

Cette recherche a été publiée dans Cell Reports.

Source : New Scientist
Crédit photo : StockPhotoSecrets