Le génome humain contient plus de 4,5 millions de séquences d'ADN appelées «éléments transposables», ces entités de type virus qui «sautent» et aident à réguler l'expression des gènes. Ils le font en liant des facteurs de transcription, qui sont des protéines qui régulent le taux de transcription de l'ADN en ARN, influençant l'expression génique dans un large éventail d'événements biologiques.
Aujourd'hui, une équipe internationale de scientifiques dirigée par Didier Trono à l'EPFL a découvert que les éléments transposables jouent un rôle important dans le développement du cerveau humain. L'étude est publiée dans Progrès scientifiques.
Les scientifiques ont découvert que les éléments transposables régulent le développement du cerveau en s'associant à deux protéines spécialisées de la famille des protéines appelées «protéines à doigts de zinc contenant une boîte associée à Krüppel, ou KZFP. En 2019, une autre étude dirigée par Trono a montré que les KZFP apprivoisées l'activité régulatrice des éléments transposables dans les premiers jours de la vie du fœtus, mais ils soupçonnent que ces séquences régulatrices se sont ensuite rallumées pour orchestrer le développement et la fonction des organes adultes.
Les chercheurs ont identifié deux KZFP comme spécifiques uniquement aux primates, et ont constaté qu'ils sont exprimés dans des régions spécifiques du cerveau humain en développement et adulte. Ils ont en outre observé que ces protéines contrôlaient l'activité des éléments transposables – au moins dans les neurones et les organoïdes cérébraux cultivés en laboratoire. En conséquence, ces deux KZFP ont influencé le profil de différenciation et de neurotransmission des neurones, ainsi que de protéger ces cellules contre les réponses inflammatoires qui étaient autrement déclenchées si leurs éléments transposables cibles étaient laissés à exprimer.
Ces résultats révèlent comment deux protéines apparues récemment dans l'évolution ont contribué à façonner le cerveau humain en facilitant la cooptation d'éléments transposables, ces entités virales qui remodèlent notre génome ancestral depuis la nuit des temps. Nos découvertes suggèrent également des mécanismes pathogènes possibles pour des maladies telles que la sclérose latérale amyotrophique ou d'autres troubles neurodégénératifs ou neurodéveloppementaux, fournissant des pistes pour la prévention ou le traitement de ces problèmes. «
Didier Trono, EPFL
La source:
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Référence du journal:
Turelli, P., et coll. (2020) Les protéines à doigts de zinc KRAB restreintes aux primates et les rétrotransposons cibles contrôlent l'expression des gènes dans les neurones humains. Progrès scientifiques. doi.org/10.1126/sciadv.aba3200.
