Une étape vient d'être franchie dans la compréhension du brin d'ADN humain. Une équipe regroupant Alexandra Lusser, microbiologiste au Centre biologique d'Innsbruck, et des chercheurs américains de San Diego, vient d'identifier et de caractériser une protéine qui a un rôle décisif dans le compactage de l'ADN. Cette découverte ouvre de nouvelles voies de recherche sur le cancer et les maladies héréditaires. Les travaux de la microbiologiste et de son équipe sont publiés dans la revue Nature Structural & Molecular Biology.
Une seule chaîne d'ADN mesure plusieurs mètres. Pour tenir dans une cellule, elle doit être compactée et enroulée autour de protéines, les histones, pour former une structure appelée nucléosome. Les nucléosomes vont à leur tour se compacter sous la forme d'une fibre nanoscopique : la chromatine, fibre d'une longueur cinquante mille fois inférieure à celle d'une chaîne d'ADN dépliée.
Ces dernières années, les études portant sur la structure de la chromatine se sont multipliées. En effet, le processus de compactage de l'ADN joue un rôle primordial dans le dédoublement des chromosomes. Des modulations de la structure de la chromatine peuvent engendrer des erreurs lors de la transcription de l'ADN et ces erreurs sont responsables d'un grand nombre de cancers tels que la leucémie, le cancer du sein ou celui des poumons. La structure de la chromatine influe aussi sur la recombinaison génétique, c'est-à-dire le mélange du patrimoine génétique de deux parents lors de la fécondation d'un ovule. Certaines maladies génétiques (comme le syndrome de Williams) sont ainsi imputées au changement de structure des chromatines.
Alexandra Lusser et l'équipe de San Diego sont parvenues à identifier et à caractériser la protéine CHD1. Introduite dans un tube à essais contenant de l'ADN, cette molécule accélère le compactage de l'ADN et des histones. Les chercheurs obtiennent alors une structure similaire à celle des chromatines naturelles. Les chercheurs ont également cherché à comprendre le mécanisme du compactage en comparant le rôle de la CHD1 à celui de l'ACF, autre protéine impliquée dans la condensation de l'ADN. Les microbiologistes se sont aperçus que la CHD1 entraînait un compactage de faible densité alors que l'ACF générait un compactage plus dense, rendant impossible la transcription du génome. L'action simultanée et opposée de ces deux protéines serait responsable des différences de densité entre les zones active et inactive de la chromatine (euchromatine et hétérochromatine).
La compréhension de ce processus devrait permettre d'améliorer le diagnostic et le traitement de certaines maladies.
Alexandra Lusser a été boursière de l'Académie autrichienne des Sciences. Elle a travaillé pendant trois ans à l'université de Californie de San Diego et occupe actuellement un poste de maître de conférences à la Division de biologie moléculaire du Centre biologique de l'Université de médecine d'Innsbruck.