Épigénétique, ARN et dynamique du génome

Emanuelle Manck
28/10/2021
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L’exploration du génome dans toutes ses dimensions représente un axe de recherche essentiel pour l’Institut Curie. Elle est indispensable pour mieux comprendre les mécanismes des cancers : tous sont issus de l'altération du matériel génétique d'une cellule.
image equipe Descroix

Suivi in vivo de molécules uniques de myosine V marquées par des nanocristaux fluorescents (quantum dots en anglais). En A : chaque nanocristal est visible sous la forme d’un point rouge…

Epigénétique

L’épigénétique étudie les modifications chimiques qui régulent l’expression des gènes sans changement de séquence sur l’ADN : méthylation de l’ADN, acétylation des histones, restructuration de la chromatine, présence d’ARNs non codants, etc. Les mécanismes épigénétiques interviennent principalement dans les processus normaux de différenciation cellulaire et de développement. Le Centre de recherche de l’Institut Curie participe à une connaissance plus approfondie de la régulation épigénétique, en dévoilant notamment le rôle des enzymes impliquées dans les modifications chimiques de l’épigénome. De plus, le cancer peut être considéré comme un problème d’identité cellulaire à la fois d’ordre génétique et épigénétique, avec de fréquents phénomènes de mutation enzymatique et d’acquisition de phénotypes aberrants et agressifs. Ces modifications peuvent donc être considérées comme des cibles thérapeutiques.

Nous étudions les transitions épigénétiques sur la cellule unique pour déterminer à quel moment les cibler et avec quelles molécules combiner les thérapies ciblées

Céline Vallot, cheffe de l’équipe de recherche Dynamique de la plasticité épigénétique dans le cancer

ARN

Observer les ARN de plus près permet de mieux comprendre les transcriptions du génome en ARN messagers (ARNm) et en protéines, mais aussi le rôle du génome « non codant », dans des processus biologiques normaux et pathologiques. Les équipes du Centre de recherche de l’Institut Curie étudient ainsi les régulations et dérégulations des ARN, que ce soit dans la maturation des ARNm, les traductions d’ARNm en protéines ou les interactions ARNm-protéines, dans la cellule saine, dans le cancer et pendant ses traitements. Elles étudient aussi la transcription des ARN non codants et des éléments transposables, qui peut être impliquée dans la réponse aux dommages à l’ADN, les caractéristiques du cancer, la formation des métastases et certains mécanismes de résistance aux thérapies anticancéreuses. Toutes ces nouvelles connaissances peuvent contribuer à l’amélioration de la prise en charge des cancers.

 

 Plus d’un millier de protéines se liant à l’ARN a été découvert : leur rôle dans les cancers doit être mieux compris pour les positionner en tant que marqueurs diagnostiques ou pronostiques et éventuellement, en tant que cibles thérapeutiques

 Stéphan Vagner, directeur de l’unité Intégrité du génome, ARN et Cancer (UMR3348) et chef de l’équipe de recherche Biologie de l’ARN, signalisation et cancer (U1278).

Dynamique du génome

L’information génétique n’est pas gravée dans le marbre. Non seulement le génome doit être dupliqué pour la division cellulaire et la descendance, entretenu en permanence et corrigé en cas d’anomalie, mais son expression est régulée, contrôlée et variable au cours de la vie de la cellule et de l’organisme. Il a donc une dynamique temporelle, dans l’équilibre entre héritage, conservation et transmission de l’information génétique, mais aussi spatiale, dans l’organisation, le volume et l’accessibilité de ses différentes régions. Les équipes du Centre de recherche s’intéressent notamment au compactage ou à l’ouverture de certaines zones de l’ADN, à la conservation de l’ADN lors de la réplication et à sa déstabilisation par des mutations. Elles étudient également la réparation de l’ADN, par recombinaison lors de la division ou par intervention de la protéine « gardienne » P53, et les gènes non codants qui jouent un rôle important dans l’intégrité et l’expression du génome.

 

Le séquençage à très haut débit et la bioinformatique nous permettent aujourd’hui d’obtenir une vision globale de l’information génétique cellulaire à un instant t pour mieux répondre aux questions de dynamique du génome

Antonin Morillon, directeur de l’unité Dynamique de l'information génétique : bases fondamentales et cancer (DIG-CANCER) (UMR3244)