Dans deux études, des chercheurs ont mis en lumière l’importance de la transmission des informations épigénétiques pendant la division cellulaire pour le bon fonctionnement des cellules souches embryonnaires. Ils ont travaillé sur des cellules souris mais leurs études permettent de bien comprendre comment le mécanisme fonctionne également dans les cellules humaines, affirment-ils, « car ces mécanismes sont fondamentaux pour toutes les cellules vivantes ».
Le rôle de l’« héritage épigénétique »
Les chercheurs de l’université de Copenhague ont travaillé sur l’« héritage épigénétique » transmis par les histones [1], et la manière dont elles soutiennent l’épigénome et l’identité cellulaire. En effet, les cellules de notre corps possèdent la même information génétique, mais l’information épigénétique « dicte les gènes spécifiques que chaque type de cellule (nerfs, muscles, peau, etc.) exprime ». Une information qui peut être transmises aux « cellules filles ». Leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature Genetics [2].
L’étude des chercheurs danois représente « la première démonstration que ce type d’héritage est essentiel pour la fonction et la différenciation des cellules », affirment-ils. Ils ont fabriqué des cellules souches embryonnaires dans lesquelles un des brins d’ADN est dépourvu des histones transmises avec le « signal de mémoire », précise Alva Biran, post-doctorante à la Fondation Novo Nordisk et coauteur de l’étude. Ils ont ainsi pu mettre en lumière le rôle de l’information transmise, codée non génétiquement.
Ainsi, si la transmission des signaux de mémoire sur les histones H3-H4 est perturbée, « les cellules perdent leur compétence pour le développement embryonnaire », indique Anja Groth, professeur au Centre de recherche sur les protéines de la Fondation Novo Nordisk.
Des scientifiques de l’Académie chinoise des sciences ont de leur côté montré que le « contrôle épigénétique » « contribue fortement aux changements dynamiques du destin cellulaire nécessaires au développement ». En effet, ils ont documenté « le mécanisme de sauvegarde de l’héritage des histones parentales ». L’allocation de ces histones « contribue à établir les états de la chromatine [3] au cours de la différenciation cellulaire en modifiant le potentiel de différenciation des cellules souches embryonnaires ». Leurs travaux ont également été publiés dans Nature Genetics [4].
Des conséquences pour de futures thérapies ?
Ces processus « sont à la base de la façon dont les cellules peuvent maintenir une fonction optimale au fur et à mesure que l’organisme vieillit », explique Anja Groth. La scientifique espère que ces travaux conduisent à de nouvelles approches pour lutter contre le vieillissement ou le cancer, et en médecine régénérative.
[1] Protéine basique du noyau cellulaire qui s’associe à l’ADN. Les histones jouent un rôle important dans l’empaquetage et le repliement de l’ADN.
[2] Alice Wenger et al, Symmetric inheritance of parental histones governs epigenome maintenance and embryonic stem cell identity, Nature Genetics (2023). DOI: 10.1038/s41588-023-01476-x
[3] La chromatine est la structure au sein de laquelle l’ADN se trouve empaqueté et compacté. Elle est composée de l’ADN et des histones.
[4] Qing Wen et al, Symmetric inheritance of parental histones contributes to safeguarding the fate of mouse embryonic stem cells during differentiation, Nature Genetics (2023). DOI: 10.1038/s41588-023-01477-w
Sources : Medical Xpress, University of Copenhagen (05/09/2023) ; Phys.org, Li Yuan, Chinese Academy of Sciences (08/09/2023)
