Qu’est-ce que l’épigénome ?

Dérivé du grec « epi » qui signifie « au-dessus », l’épigénome décrit les modifications du génome qui n’affectent pas la séquence d’ADN mais déterminent si les gènes sont activés ou désactivés où et quand ils sont nécessaires.

Si le génome est analogue au scénario d’une pièce de théâtre, l’épigénome est l’interprétation de la pièce par le metteur en scène et les acteurs.

Deux composantes de l’épigénome sont la modification de l’ADN et le remodelage de la chromatine.

La modification de l’ADN décrit l’ajout de composés chimiques aux bases de l’ADN. La méthylation de l’ADN est la modification la plus courante.

La méthylation au début d’un gène désactive généralement ce dernier. Le remodelage de la chromatine décrit comment les modifications de la structure de l’ADN peuvent affecter l’expression des gènes.

Comme vous vous en souvenez dans les étapes précédentes, l’ADN est enroulé autour des histones afin qu’il puisse être emballé efficacement dans le noyau sous forme de chromosomes. L’expression des gènes peut dépendre du degré de liaison de l’ADN aux histones : lorsqu’il est faiblement lié, les gènes sont accessibles aux facteurs de transcription et peuvent être exprimés, mais s’il est fortement lié, la transcription ne peut pas avoir lieu.

L’étanchéité de la liaison histone/ADN est déterminée par les modifications chimiques (encore une fois la méthylation entre autres) qui se produisent sur les « queues » qui dépassent de la molécule d’histone.

Remodelage de la chromatine Cliquez pour agrandir
© St George’s, Université de Londres

L’épigénome est dynamique et réagit aux stimuli externes. On pense que certains stimuli externes peuvent provoquer des modifications anormales de l’ADN qui, à leur tour, perturbent l’expression normale des gènes.

Par exemple, nous savons maintenant qu’un épigénome défectueux peut contribuer, avec les mutations génomiques, au développement du cancer.

Un groupe différent de troubles qui découlent d’anomalies de l’épigénome sont les troubles de l’empreinte. L’empreinte est un phénomène épigénomique par lequel certains gènes sont exprimés en fonction de leur parent d’origine, c’est-à-dire que le fait qu’un gène soit « activé » ou « désactivé » dépend du fait qu’il ait été hérité de votre mère ou de votre père.

Dans certaines régions du génome, il existe un regroupement de gènes imprimés qui sont régulés par des centres de contrôle de l’empreinte.

Des modèles d’empreinte anormaux sont responsables de quelques troubles rares, dont (entre autres) le syndrome de Beckwith Wiedemann (augmentation de la taille de la langue, défauts de la paroi abdominale, plis/fentes du lobe de l’oreille et prédisposition accrue à développer certaines tumeurs infantiles) ; le syndrome de Prader Willi (déficience intellectuelle, obésité et hyperphagie) et le syndrome d’Angelman (déficience intellectuelle, crises d’épilepsie et apparence faciale caractéristique).

L’épigénomique est un domaine en pleine expansion et un domaine, sur lequel, nous en savons encore relativement peu.

Cependant, l’étude de l’épigénome est un domaine en pleine expansion et, tout comme notre connaissance naissante du génome, notre capacité croissante à interpréter l’épigénome est susceptible de transformer notre capacité à la fois à diagnostiquer et à traiter les maladies rares et communes.

Talking point

Une étude sur des souris a suggéré qu’une réponse de peur pouvait être transmise de parent à enfant par des changements épigénétiques héritables. C’est ce qu’on appelle « l’héritage de l’exposition traumatique parentale » (Dias, B. G. & Ressler, K. J. Nature Neurosci (2013)).

Que pensez-vous de ce qui pourrait être l’avantage évolutif de la transmission de traits comportementaux causés par des stimuli environnementaux à travers les générations ? Quels pourraient en être les inconvénients ?

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