Les changements épigénétiques jouent un rôle essential dans le most cancers, les maladies métaboliques et liées au vieillissement, mais également lors de la perte de résilience, car or truck ils entraînent une mauvaise interprétation du matériel génétique dans les cellules affectées. Une étude majeure menée par des scientifiques de Helmholtz Munich et publiée dans Nature fournit désormais de nouvelles informations importantes sur la manière dont les signatures de modifications épigénétiques complexes régulent le génome. Cette étude ouvrira la voie à de nouveaux traitements pour les maladies causées par des devices épigénétiques défectueuses.
- Les modifications épigénétiques régulent le génome et sont essentielles dans les maladies liées au cancer, au vieillissement et à la perte de résilience.
- Des chercheurs ont étudié comment différentes combinaisons de modifications épigénétiques interagissent pour contrôler l'ADN à l'intérieur des cellules.
- À l'aide de nouvelles approches d'IA, ils ont décodé le langage des modifications épigénétiques pour mieux comprendre leur rôle dans les maladies humaines et ouvrir la voie à de nouveaux traitements.
Le mystère non résolu de la complexité épigénétique
Notre corps est constitué de centaines de types de cellules différents, chacun ayant sa forme et sa fonction uniques. Les informations sur la façon de construire un organisme sont stockées dans notre ADN. Cependant, même si toutes nos cellules partagent le même ADN, elles ne le lisent pas toutes de la même manière. Alors, comment, par exemple, un foie ou une cellule cérébrale sait-il quelles instructions suivre ? Pour rendre cela attainable, de petites étiquettes chimiques, appelées modifications épigénétiques, sont utilisées. Ils agissent comme des drapeaux et indiquent à chaque cellule quelles parties de l’ADN utiliser et lesquelles ignorer.
Easy à première vue, cette régulation épigénétique est beaucoup as well as complexe, vehicle il existe de nombreuses modifications différentes qui peuvent être attachées soit directement à notre ADN, soit à des protéines dites histones. « Les histones sont de petites protéines autour desquelles notre ADN est enroulé et qui servent ainsi à emballer le matériel génétique », explique le Dr Till Bartke, responsable de l#39étude et directeur adjoint de l#39Institut d#39épigénétique fonctionnelle (IFE) à Helmholtz Munich. « En fonction de la manière dont les histones ou l#39ADN sont chimiquement modifiés, ils peuvent avoir des effets différents sur l#39ADN et ainsi contrôler l#39activité des gènes. » Ensemble, les modifications épigénétiques forment ce que les scientifiques appellent le code épigénétique, permettant aux cellules d#39activer ou de désactiver des gènes en fonction de leurs besoins spécifiques.
Cependant, la manière dont ces modifications épigénétiques fonctionnent ensemble reste un grand casse-tête. Découvrir le fonctionnement de ce code épigénétique est au centre des recherches de l#39Institut d#39épigénétique fonctionnelle dirigées par le professeur Robert Schneider : « Notre compréhension de l#39interaction complexe entre notre ADN et les mécanismes épigénétiques a désormais franchi une étape importante grâce à cette étude révolutionnaire. de notre institut. »
Déchiffrer le code épigénétique dans un tube à essai
Pour déchiffrer le code épigénétique, Until Bartke et ses collègues ont développé une manière créative d#39examiner remark différentes combinaisons de modifications épigénétiques fonctionnent ensemble. Ils ont reconstruit bon nombre de ces modifications dans un tube à essai et mené des expériences pour étudier remark elles interagissent avec les protéines de nos cellules, en utilisant une combinaison de méthodes biochimiques et de spectrométrie de masse sophistiquées.
« Les modifications épigénétiques agissent généralement en coopération avec des protéines dites épigénétiques de lecture qui les reconnaissent et favorisent les effets en aval », explique le Dr Andrey Tvardovskiy, chercheur postdoctoral et l#39un des premiers auteurs de l#39étude. « Découvrir remark les lecteurs épigénétiques interprètent des signatures de modifications aussi complexes est donc essentiel pour comprendre remark notre génome fonctionne et comment sa mauvaise régulation peut conduire à des maladies humaines. » Pour la première fois, les chercheurs ont pu voir comment différentes combinaisons de modifications sont « lues » et traduites par la machinerie protéique de nos cellules.
Décoder le langage épigénétique avec un ordinateur
À l’aide d’approches d’IA nouvellement développées, ils ont ensuite entrepris de décoder le langage des modifications épigénétiques. Les chercheurs ont découvert que certains constituants du code épigénétique ont un impact critical, en particulier sur les events de l’ADN qui contrôlent l’activation des gènes, tandis que d’autres ont un effet moindre. En rassemblant toutes ces informations, ils ont réussi à extraire plusieurs règles fondamentales sur la façon dont notre matériel génétique est organisé et contrôlé à l’intérieur de nos cellules. Ces connaissances sont très pertinentes pour de nombreux scientifiques de différents domaines et devraient catalyser de nombreuses découvertes futures. Pour garantir que leurs résultats soient aussi largement disponibles que attainable, les chercheurs ont créé un internet site Web appelé « Atlas de modification de la régulation par les états de chromatine » (https://marcs.helmholtz-munich.de), qui fournit une ressource en ligne interactive et intuitive pour découvrir les résultats de leur étude.
Comprendre l#39épigénétique pour traiter les maladies humaines
« Étant donné que les modifications épigénétiques jouent un rôle very important dans tout ce que fait notre corps, depuis la croissance et l#39apprentissage jusqu#39au maintien en bonne santé, les choses tournent mal lorsque les modifications sont mal placées ou mal interprétées. Cela provoque souvent des maladies comme le most cancers, des problems du développement ou des handicaps mentaux », explique Until Bartke. « Mais les changements épigénétiques s#39accumulent également tout au extensive de la vie et sont affectés par l#39environnement, la nourishment et le manner de vie, ce qui peut contribuer à des maladies telles que le diabète et entraîner des effets délétères du vieillissement. » En comprenant remark fonctionnent les modifications épigénétiques et ce qui ne va pas dans les maladies, les chercheurs de l#39IFE visent à développer de nouvelles façons de traiter ces maladies et d#39aborder l#39adaptation à un environnement changeant.
À propos des scientifiques
Dr Until Bartke, directeur adjoint de l#39Institut d#39épigénétique fonctionnelle à Helmholtz Munich
Dr Andrey Tvardovskiy, postdoctorant à l#39Institut d#39épigénétique fonctionnelle de Helmholtz Munich
Prof. Dr. Robert Schneider, directeur de l#39Institut d#39épigénétique fonctionnelle à Helmholtz Munich
