C’est une réalité de la vie que les choses s’effondrent. Et quand ils le font, que ce soit votre voiture, le toit ou une artère bloquée, il y a des gens que nous pouvons appeler pour vous aider avec les réparations. Un fait moins connu de la vie est que l’ADN se décompose régulièrement et doit être réparé.
Des chercheurs dirigés par Noriyuki Sugo de l’Université d’Osaka au Japon étudient les réparateurs naturels de l’ADN dans le cerveau en développement. Dans une nouvelle étude, ils montrent qu’une enzyme appelée Polβ empêche les ruptures de l’ADN de neurones spécifiques de l’hippocampe cérébral peu après la naissance.
Bien que Polβ était déjà connu pour empêcher les cellules immatures dans le cerveau de mourir en aidant à réparer l’ADN dans les cellules souches neurales, ce qu’il fait dans les neurones matures n’était pas clair. Les chercheurs de l’Université d’Osaka ont répondu à cette question en créant des souris dans lesquelles les neurones matures non divisés manquaient de Polβ.
Ils ont découvert que ces souris avaient beaucoup plus de cassures dans leur ADN, en particulier dans les régions CA1 et CA3 de l’hippocampe – une région du cerveau essentielle pour l’apprentissage et la mémoire. La différence dans le nombre de pauses a culminé environ deux semaines après la naissance, puis s’est atténuée, indiquant que ce phénomène est lié au développement du cerveau.
Tout au long de la vie, l’expression des gènes peut être modifiée lorsque certaines molécules appelées groupes méthyle se fixent ou se détachent de l’ADN. Au cours du développement du cerveau, les schémas de méthylation et de déméthylation de l’ADN peuvent affecter les neurones et leur interaction les uns avec les autres. Cela peut à son tour affecter le comportement futur et la capacité mentale. Cependant, ce processus semble endommager l’ADN.
Nous avons constaté que les ruptures double brin de l’ADN des neurones de l’hippocampe CA1 étaient liées à la déméthylation de l’ADN. Lorsque nous avons empêché la déméthylation active, nous n’avons plus vu l’augmentation du nombre de cassures double brin, même si Polβ est resté absent. «
Noriyuki Sugo, Université d’Osaka
D’un autre côté, l’initiation délibérée de la déméthylation de l’ADN a entraîné plus de ruptures dans l’ADN, confirmant ainsi la relation.
L’équipe s’est ensuite concentrée sur ce qui arrive aux souris en raison de toutes les ruptures double brin de l’ADN. L’analyse des neurones affectés a montré qu’en plus de l’expression génique modifiée, les dendrites – les parties en forme de branche des neurones qui reçoivent l’entrée d’autres neurones – étaient plus minces, plus courtes et moins complexes que celles des souris témoins.
Parallèlement à ces changements dans l’hippocampe en développement, les souris elles-mêmes avaient des difficultés à former certains types de souvenirs.
«Bien que nos résultats indiquent un rôle pour Polβ dans la maintenance du génome pendant la régulation épigénétique de l’expression des gènes au cours du développement de l’hippocampe», dit Sugo, «on ne sait toujours pas pourquoi la maintenance du génome des neurones est nécessaire à ce stade. Nous espérons étudier si ce processus est lié aux alternances génomiques observées dans les maladies mentales. «
La source:
Référence du journal:
Uyeda, A., et al. (2020) La suppression de la formation de cassures double brin de l’ADN par l’ADN polymérase β dans la déméthylation active de l’ADN est nécessaire pour le développement des neurones pyramidaux de l’hippocampe. le Journal of Neuroscience. doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0319-20.2020.
