Une équipe de recherche de Cologne a découvert qu'une modification de la structure de l'ADN – plus précisément de la chromatine – joue un rôle décisif dans la phase de récupération après une lésion de l'ADN.
La clé est une double occupation par deux groupes méthyle sur l'histone H3 de la protéine d'empaquetage de l'ADN (H3K4me2). La découverte a été faite par des scientifiques sous la direction du Prof.
Le changement spécifique permet de réactiver les gènes et de produire des protéines après les dommages: les cellules retrouvent leur équilibre et l'organisme se rétablit. Le rôle protecteur de H3K4me2 a été identifié dans des expériences avec le nématode Caenorhabditis elegans. L'étude a maintenant été publiée dans la revue Biologie structurale et moléculaire de la nature.
Le génome de chaque cellule humaine est endommagé quotidiennement, par exemple dans la peau par les rayons UV du soleil. Les dommages à l'ADN provoquent des maladies telles que le cancer, influencent le développement et accélèrent le vieillissement.
Les dysfonctionnements congénitaux dans la réparation de l'ADN peuvent conduire à un vieillissement extrêmement accéléré dans les maladies héréditaires rares. Par conséquent, les processus de préservation et de reconstruction sont particulièrement importants pour assurer le développement et maintenir la fonction tissulaire. L'ADN, qui est enroulé sur les protéines d'emballage – les histones – comme sur les tambours de câbles, est régulé par des groupes méthyle.
Diverses protéines sont chargées de placer des groupes méthyle sur les histones ou de les éliminer. Le nombre de groupes sur les protéines d'empaquetage affecte l'activité des gènes et donc la production de protéines de la cellule.
Dans des expériences avec le nématode, l'équipe de recherche a montré qu'après la réparation de l'ADN endommagé, deux groupes méthyle étaient de plus en plus présents sur les paquets d'ADN.
En outre, ils ont constaté que des erreurs de placement de ces deux groupes méthyle sur les histones (H3K4me2) accéléraient le processus de vieillissement induit par les dommages, tandis que l'augmentation de la position de cette altération des histones prolonge la durée de vie après des dommages à l'ADN.
En contrôlant les protéines qui fixent ou éliminent ces groupes méthyle, la résistance aux dommages à l'ADN – et donc le processus de vieillissement des animaux – pourrait être influencée.
Une analyse plus approfondie du rôle de ces deux groupes méthyle a montré que l'enrichissement de H3K4 après une lésion du génome avec deux groupes méthyle aide les cellules à rétablir l'équilibre après une lésion de l'ADN.
Maintenant que nous connaissons les changements exacts de la chromatine, nous pouvons l'utiliser pour limiter précisément les conséquences des dommages à l'ADN.J'espère que ces découvertes nous permettront de développer des thérapies pour les maladies héréditaires caractérisées par des troubles du développement et un vieillissement prématuré. En raison de l'importance fondamentale des dommages à l'ADN dans le processus de vieillissement, de telles approches pourraient également contrer le vieillissement normal et prévenir les maladies liées à l'âge.. «
Björn Schumacher, Professeur, Pôle d'excellence pour la recherche sur le vieillissement et Centre de médecine moléculaire, Université de Cologne
La source:
Référence du journal:
Wang, S., et al. (2020) H3K4me2 régule la récupération de la biosynthèse et de l'homéostasie des protéines suite à des dommages à l'ADN. Nature Biologie structurale et moléculaire. doi.org/10.1038/s41594-020-00513-1.
