Des chercheurs ont trouvé des milliers de séquences d'ADN inconnues dans le génome des mammifères

Une étude comparative colossale des génomes de 29 espèces de mammifères pourrait conduire à une révision des principes de fonctionnement et d'organisation du génome humain. Des scientifiques ont pu observer directement la « matière noire » génétique, dont l'existence était suspectée depuis longtemps. Des études antérieures comparant l'ADN humain et murin ont indirectement conclu à l'existence d'un nombre important de séquences régulatrices qui ne codent pas les protéines elles-mêmes, mais contrôlent l'activité d'autres gènes. Mais, contrairement aux régulateurs déjà connus et caractérisés, leur existence restait du domaine de l'hypothèse. C'est pourquoi on les a appelées « matière noire »: elle doit bien exister quelque part, mais personne n'a pu la voir.

Une équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (États-Unis), en collaboration avec des collègues d'autres centres scientifiques internationaux, y est parvenue. Pendant cinq ans, ils ont séquencé et comparé les génomes de 29 mammifères placentaires, dont des humains, des éléphants, des lapins, des chauves-souris, etc. Pour vingt d'entre eux, la séquence d'ADN génomique a été obtenue pour la première fois. Les scientifiques se sont d'abord intéressés aux séquences qui variaient peu d'une espèce à l'autre. C'est le grand conservatisme de ces régions qui les a incités à suspecter des séquences régulatrices.

Et voici le résultat: 10 000 séquences hautement conservées ont été découvertes, affectant directement l’activité des gènes, et plus de 1 000 servant de base à la synthèse d’ARN régulateurs à structure complexe. Les scientifiques ont également identifié 2,7 millions de sites, cibles potentielles d’interaction avec les facteurs de transcription qui déterminent où et quand un gène doit agir. De plus, 4 000 nouvelles séquences codantes contenant des informations sur les protéines ont été découvertes. Il faut dire que, bien que le génome humain ait été entièrement lu, les fonctions de nombreuses séquences d’ADN restent obscures. Lorsqu’on étudie un seul génome, il est presque impossible de déterminer quel site code pour une protéine et lequel exerce une fonction régulatrice. Mais comparé à d’autres génomes, une telle tâche est tout à fait réalisable.

Les chercheurs ont pu retracer l'évolution des mammifères sur 100 millions d'années au niveau moléculaire. L'adaptation de l'organisme aux changements environnementaux se reflète dans les transformations de la régulation du génome, dans la composition et l'activité de cette même « matière noire » (qui n'est plus si « noire »). Par exemple, il est désormais possible de déterminer quels gènes ont permis de transformer un singe en homme. Auparavant, on en comptait environ 200; certains étaient responsables du développement du cerveau et de la structure des membres. Aujourd'hui, le nombre de ces séquences dans l'ADN atteint 1 000.

La médecine doit également faire face à une nouvelle ère. Un grand nombre de maladies sont liées à des mutations directement dans la région codante de l'ADN: ces mutations endommagent la structure des protéines elles-mêmes. Mais un nombre encore plus important de maladies sont causées par des perturbations de la régulation de l'activité génétique, lorsque des protéines commencent à être synthétisées là où elles ne devraient pas, ou pas là où elles devraient, ou en quantités insuffisantes. Grâce à une nouvelle carte détaillée et étendue des éléments régulateurs du génome, il sera désormais possible de déterminer la véritable cause de très nombreuses maladies.