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Le nombre réel de gènes chez l'homme pourrait être à revoir à la hausse…

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Le nombre réel de gènes chez l'homme pourrait être à revoir à la hausse…

Mercredi, 24/06/2020 - 06:12 0 commentaire
Le nombre réel de gènes chez l'homme pourrait être à revoir à la hausse… zoom

Depuis la cartographie complète du génome humain, achevée en 2004, il est admis que le nombre de gènes est de l'ordre de 20 000, ce qui est bien inférieur à ce qui était prévu. Toutefois, il ne s'agit que des gènes codant pour des protéines, ces assemblages d'acides aminés dont les propriétés biochimiques président à l'activité de tout être vivant.

Mais il y a le reste du génome, car les gènes qui codent pour des protéines en recouvrent à peine 5 %.

Ces gènes non codants peuvent-ils être considérés comme des gènes ? Oui, car la définition d'un gène ne se réduit plus au fait d'engendrer une protéine. Plus largement, un gène est une région transcrite du génome. Ce qui signifie que la séquence correspondant au gène est photocopiée en un ARN, certains de ces ARN étant ensuite traduits en protéine, quand d'autres agissent directement sur la biochimie de la cellule en interagissant avec d'autres ARN ou avec des protéines.

Certains de ces gènes non codants sont d'ailleurs connus depuis les années 1950, comme les ARN dits "r" (ribosomaux) et "t" (de transfert) impliqués dans la production des protéines. Mais il ne s'agissait jusque-là que d'une petite poignée. Cette population de gènes non codants pourrait aujourd'hui, selon certaines estimations, approcher les 100 000 ! Ce qui pose une question : comment ont-ils pu si longtemps échapper aux radars des chercheurs ?

En fait, il a fallu attendre l'avènement des nouvelles technologies de séquençage haut débit des ARN, à la fin des années 2000, pour révéler l'ampleur de ce phénomène. Après réanalyse des régions transcrites du génome humain, 21 856 gènes non codants ont déjà été dénombrés, soit plus que les gènes codants. Mais les estimations fluctuent selon les méthodes de séquençage et le nombre de types cellulaires explorés.

Un autre facteur a aussi contribué à occulter ces gènes : leurs séquences portent rarement la trace d'une empreinte forte de la sélection naturelle. Là où 99 % des séquences de gènes codant pour des protéines sont conservées entre la souris et l'humain, ce pourcentage chute à 20 % pour les non codants.

Or, seul ce qui était fortement conservé au cours de l'évolution était vu comme biologiquement utile, donc important. Aujourd'hui, en s'appuyant sur une étude menée sur 17 espèces de vertébrés, dont l'humain, des chercheurs de l'Institut Weizmann, en Israël, estiment que 70 % des gènes non codants sont apparus au sein de ces espèces au cours des 50 derniers millions d'années, chacune disposant ainsi de son répertoire propre.

Le recensement des gènes non codants pose une dernière difficulté : par définition, un gène doit remplir une fonction. Or, le fait qu'une région du génome soit transcrite ne signifie pas pour autant que cette transcription joue un rôle au sein de la cellule.

Certains travaux suggèrent qu'à la différence des génomes bactériens, ceux des plantes et des animaux sont sujets à une transcription tous azimuts générant un important bruit de fond.

Bien qu'il soit difficile de prédire quelle sera la part de gènes non codants qui ont réellement une utilité biologique pour nos cellules, il paraît néanmoins important de les recenser. Car les seuls gènes codants ne suffisent pas pour comprendre la biologie du génome humain.

Le rôle des gènes non codants se dévoile peu à peu. Il se situerait au niveau de la régulation fine des protéines, avec des effets biologiques ténus. Par ailleurs, leur activité est très dépendante du type de cellule : ils ont tendance à fonctionner de manière on/off selon l'organe auquel les cellules sont rattachées.

L'enjeu médical est énorme. La plupart des études génétiques explorant les liens entre nos génomes et des maladies telles que le cancer ou le diabète détectent de nombreux signaux dans les régions en dehors des gènes codants. Un premier traitement visant à inhiber un gène non codant vital chez certaines cellules cancéreuses vient d'ailleurs d'être validé par les autorités sanitaires américaines. Et le gène non codant PCA3 est déjà utilisé pour le diagnostic du cancer de la prostate.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash 

Science & Vie

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