Des chercheurs de l’EMBL Heidelberg ont découvert que les inversions dans le génome humain sont plus fréquentes qu’on ne le pensait auparavant, ce qui a un impact sur notre compréhension de certaines maladies génétiques.
Notre ADN agit comme un modèle pour la machinerie cellulaire qui permet aux cellules, aux organes et aux organismes entiers de fonctionner. Des mutations dans l’ADN peuvent entraîner des maladies génétiques. Une telle variation génétique peut inclure des mutations ponctuelles sur un seul site, ainsi que des délétions, des duplications et des inversions.
Le terme « inversion » décrit un morceau d’ADN renversant son orientation dans le génome. Les inversions sont mal comprises car elles sont plus difficiles à analyser que les autres types de mutations. Des scientifiques de l’EMBL Heidelberg, en collaboration avec des scientifiques de l’Université de Washington, aux États-Unis, et de l’Université Heinrich Heine de Düsseldorf, en Allemagne, ont maintenant montré que les inversions sont l’un des processus mutationnels les plus courants chez l’homme.
Les chercheurs ont découvert comment les inversions se forment et ont étudié en détail un ensemble de 40 inversions qui se forment de manière récurrente dans le génome, où la séquence d’ADN oscille d’avant en arrière. Ces inversions « flip-flopping » se situent typiquement dans des régions liées au développement de certaines maladies humaines appelées troubles génomiques.
Nous avons constaté que les inversions se forment à un rythme beaucoup plus élevé qu’on ne le pensait auparavant. Chez l’homme, au moins 0,6% du génome change de direction à plusieurs reprises, faisant de l’inversion l’un des processus mutationnels les plus rapides chez l’homme. Sur ces sites, le génome n’est pas stable – la direction du code ADN continue d’aller et venir. »
Jan Korbel, scientifique principal à l’EMBL et responsable de la science des données
De nombreux gènes humains importants se trouvent dans ces régions instables. Pour les scientifiques, cela signifie qu’ils doivent tenir compte de ce comportement de retournement des régions génomiques lorsqu’ils étudient des aspects tels que la régulation des gènes à longue distance ou l’épigénétique.
Les inversions sont également pertinentes pour le développement de maladies humaines, telles que les retards de développement chez les enfants ou les troubles neuropsychiatriques chez les adultes. « Malgré leur importance, ces régions étaient très difficiles à étudier auparavant en raison de leur complexité. Montrer que ces inversions en effet basculent dans les deux sens nécessitait un nouvel ensemble de méthodes de calcul », a déclaré Tobias Marschall, directeur de l’Institut de biométrie médicale. et bioinformatique et l’Université Heinrich Heine de Düsseldorf. « Nous pouvons désormais fournir aux généticiens humains un nouvel outil pour comprendre l’origine de la maladie chez leurs patients. »
Evan Eichler, chef de groupe à l’Université de Washington, a déclaré : « Nous avons montré pour la première fois que les inversions peuvent être associées à de rares réarrangements génomiques trouvés dans l’autisme pédiatrique, le retard de développement et l’épilepsie. La question est maintenant de savoir pourquoi ? Nous émettons l’hypothèse que certaines configurations sur les flancs des inversions prédisposent ou protègent les individus et leur progéniture contre les réarrangements associés à la maladie. Cela pourrait avoir une application pratique en clinique, où il pourrait être utilisé pour identifier les familles à risque de développer ces troubles.
