Des scientifiques analysent les chromosomes 2 et 4
Des chercheurs soutenus par l’IRSN Découvrent les plus grands « Déserts de gènes »; Trouver de nouveaux indices sur l’événement de fusion des chromosomes ancestraux
BETHESDA, Md., Épouser., 6 avril 2005 – Une analyse détaillée des chromosomes 2 et 4 a permis de détecter les plus grands « déserts génétiques » connus dans le génome humain et a révélé davantage de preuves que le chromosome 2 humain est né de la fusion de deux chromosomes de singes ancestraux, ont rapporté aujourd’hui des chercheurs soutenus par le National Human Genome Research Institute (NHGRI), qui fait partie des National Institutes of Health (NIH).
Dans une étude publiée dans le numéro du 7 avril de la revue Nature, une équipe multi-institutions, dirigée par la Washington University School of Medicine à St Louis, a décrit son analyse de la séquence de référence de haute qualité des chromosomes 2 et 4. Le travail de séquençage des chromosomes a été réalisé dans le cadre du Projet du génome humain à l’Université de Washington; Broad Institute of MIT, Cambridge, Mass.; Stanford DNA Sequencing and Technology Development Center, Stanford, Californie.; Institut Wellcome Trust Sanger, Hinxton, Angleterre; Université Nationale Yang-Ming, Taipei, Taiwan; Genoscope, Evry, France; Baylor College of Medicine, Houston; Centre de séquençage multimégabase de l’Université de Washington, Seattle; Institut conjoint du génome du Département américain de l’Énergie (DOE), Walnut Creek, Californie.; et Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, New York
« Cette analyse est une réalisation impressionnante qui approfondira notre compréhension du génome humain et accélérera la découverte de gènes liés à la santé et à la maladie humaines. En outre, ces résultats fournissent de nouvelles informations intéressantes sur la structure et l’évolution des génomes de mammifères « , a déclaré Francis S. Collins, MD, Ph.D., directeur du NHGRI, qui a dirigé la composante américaine du Projet sur le génome humain avec le DOE.
Le chromosome 4 intéresse depuis longtemps la communauté médicale car il contient le gène de la maladie de Huntington, de la polykystique des reins, d’une forme de dystrophie musculaire et d’une variété d’autres troubles héréditaires. Le chromosome 2 est remarquable pour être le deuxième plus grand chromosome humain, derrière seulement le chromosome 1 en taille. Il abrite également le gène avec la plus longue séquence codante connue pour les protéines – un gène de 280 000 paires de bases qui code pour une protéine musculaire, appelée titine, longue de 33 000 acides aminés.
L’un des objectifs centraux de l’effort d’analyse du génome humain est l’identification de tous les gènes, qui sont généralement définis comme des étendues d’ADN codant pour des protéines particulières. La nouvelle analyse a confirmé l’existence de 1 346 gènes codant pour les protéines sur le chromosome 2 et de 796 gènes codant pour les protéines sur le chromosome 4.
Dans le cadre de leur examen du chromosome 4, les chercheurs ont découvert ce que l’on croit être les plus grands « déserts de gènes » encore découverts dans la séquence du génome humain. Ces régions du génome sont appelées déserts de gènes car elles sont dépourvues de gènes codant des protéines. Cependant, les chercheurs soupçonnent que ces régions sont importantes pour la biologie humaine car elles ont été conservées tout au long de l’évolution des mammifères et des oiseaux, et des travaux sont en cours pour déterminer leurs fonctions exactes.
Les humains ont 23 paires de chromosomes – une paire de moins que les chimpanzés, les gorilles, les orangs-outans et autres grands singes. Depuis plus de deux décennies, les chercheurs pensent que le chromosome 2 humain a été produit à la suite de la fusion de deux chromosomes de singes de taille moyenne et d’un groupe de Seattle qui a localisé le site de fusion en 2002.
Dans la dernière analyse, les chercheurs ont cherché dans la séquence d’ADN du chromosome les reliques du centre (centromère) du chromosome du singe inactivé lors de la fusion avec l’autre chromosome du singe. Ils ont ensuite identifié une séquence d’ADN de 36 000 paires de bases qui marque probablement l’emplacement précis du centromère inactivé. Ce tractus est caractérisé par un type de duplication de l’ADN, connu sous le nom de répétitions par satellite alpha, qui est une caractéristique des centromères. De plus, le tractus est flanqué d’une abondance inhabituelle d’un autre type de duplication d’ADN, appelée duplication segmentaire.
« Ces données soulèvent la possibilité d’un nouvel outil pour étudier l’évolution du génome. Nous pourrons peut-être trouver d’autres chromosomes qui ont disparu au fil du temps en recherchant dans l’ADN d’autres mammifères des modèles similaires de duplication « , a déclaré Richard K. Wilson, Ph.D., directeur du centre de séquençage du génome de la Washington University School of Medicine et auteur principal de l’étude.
Dans une autre découverte intrigante, les chercheurs ont identifié un transcription d’ARN messager (ARNm) d’un gène sur le chromosome 2 qui pourrait éventuellement produire une protéine unique aux humains et aux chimpanzés. Les scientifiques ont des preuves provisoires que le gène peut être utilisé pour fabriquer une protéine dans le cerveau et les testicules. L’équipe a également identifié des régions « hypervariables » dans lesquelles les gènes contiennent des variations pouvant conduire à la production de protéines altérées uniques à l’homme. Les fonctions des protéines altérées ne sont pas connues, et les chercheurs ont souligné que leurs résultats nécessitaient encore une « évaluation prudente. »
En octobre 2004, le Consortium International de séquençage du génome Humain a publié sa description scientifique de la séquence du génome humain terminée dans Nature. Des annotations et des analyses détaillées ont déjà été publiées pour les chromosomes 5, 6, 7, 9, 10, 13, 14, 16, 19, 20, 21, 22, X et Y. Des publications décrivant les chromosomes restants sont à venir.
La séquence des chromosomes 2 et 4, ainsi que le reste de la séquence du génome humain, sont accessibles via les bases de données publiques suivantes: GenBank (www.ncbi.nih.gov/Genbank ) au Centre National d’Information sur la biotechnologie (NCBI) des NIH; l’UCSC Genome Browser (www.genome.ucsc.edu ) à l’Université de Californie à Santa Cruz; le navigateur du génome de l’Ensemble (www.ensemble.org) à l’Institut Wellcome Trust Sanger et à l’EMBL – Institut Européen de Bioinformatique; la Banque de données ADN du Japon (www.ddbj.nig.ac.jp ); et EMBL-Banque (www.ebi.ac.uk/embl/index.html ) dans la Base de données des séquences nucléotidiques de l’EMBL.
Le NHGRI est l’un des 27 instituts et centres du NIH, une agence du Ministère de la Santé et des Services sociaux. La Division de la recherche extra-muros du NHGRI soutient des subventions pour la recherche et pour la formation et le développement de carrière sur des sites à l’échelle nationale. Des informations supplémentaires sur NHGRI peuvent être trouvées à l’adresse suivante: www.genome.gov .
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