Des scientifiques découvrent des gènes «sauteurs» dans le cerveau humain
Des chercheurs ont découvert que le cerveau humain héberge un grand nombre de «gènes sauteurs» (ou transposons). Cette découverte pourrait nous permettre de mieux comprendre le développement du cerveau et l'individualité, et apporter un nouvel éclairage sur les causes de certains troubles neurologiques. L'étude a été en partie soutenue par une subvention Marie Curie de mobilité des chercheurs du septième programme-cadre (7e PC) de l'UE. Ses résultats ont été publiés en ligne par la revue Nature. Les transposons (ou éléments transposables) sont de courtes régions d'acide désoxyribonucléique (ADN) capables d'utiliser un mécanisme de «copier-coller» pour insérer des copies d'eux-mêmes dans d'autres parties du génome. «Nous savions que les transposons sont importants chez les organismes moins évolués tels que les plantes ou les levures, mais on considère généralement que chez les mammifères, ils ne sont que des reliques du passé», commente le professeur Fred Gage de l'institut Salk aux États-Unis. «Néanmoins, ils sont extrêmement abondants. Environ la moitié du génome humain est faite de restes de transposons. S'ils ne servaient réellement à rien, nous nous en serions débarrassés.» Jusqu'ici, les seules cellules humaines connues pour réorganiser leurs gènes sont celles du système immunitaire. Elles réarrangent les gènes qui codent pour les anticorps afin de produire la diversité requise pour reconnaître une très large gamme d'antigènes. Auparavant, le professeur Gage et son équipe avaient constaté que les éléments transposables nommés LINE-1 (de l'anglais Long interspersed element 1) se déplaçaient au hasard dans le génome des cellules du cerveau chez la souris. Lors de cette récente étude, il a cherché à savoir si le même phénomène survenait dans le cerveau humain. L'étude de cellules cervicales humaines cultivées en boîtes de Pétri suggère que ce pourrait bien être le cas. L'équipe a isolé l'ADN de prélèvements dans le cerveau, le foie et le coeur d'adultes, et a comparé l'activité de LINE-1. Comme prévu, les copies de LINE-1 étaient bien plus nombreuses dans les cellules prélevées dans le cerveau que dans celles du foie et du coeur, pour un même individu. «C'est la preuve que ces éléments 'sautent' réellement dans les neurones», commente Nicole Coufal de l'institut Salk, auteur principal de l'article. D'autres études ont révélé que l'interrupteur génétique qui active le transposon LINE-1 est en général bloqué sur «arrêt» dans la plupart des tissus de notre corps, alors qu'il est généralement sur «marche» dans le cerveau. «C'est un mécanisme possible permettant de créer la diversité neurale qui fait de chaque être une entité unique», souligne le professeur Gage. «Notre cerveau compte 100 milliards de neurones reliés par mille fois plus de connexions, mais les transposons pourraient donner à chaque neurone des capacités légèrement différentes de celles de son voisin.» Les chercheurs envisagent également que ces éléments mobiles puissent intervenir dans l'évolution, en générant une plus grande diversité que ce qu'autorise la division cellulaire normale, qui recopie l'ADN à l'identique. «C'est une vision différente de la diversité. Notre cerveau nous accompagne toute notre vie et dans un environnement imprévisible, aussi ce processus renforce l'adaptabilité», conclut le professeur Gage. «L'existence de ce niveau supplémentaire de complexité semble donc tout à fait logique.» Cette découverte pourrait aussi améliorer notre compréhension des troubles neurologiques, dont certains pourraient découler d'une activité non régulée des transposons. L'équipe compte maintenant rechercher des différences d'activité des transposons chez des personnes atteintes de troubles neurologiques.