Les dernières régions du génome humain jusqu'alors indéchiffrables ont été élucidées avec succès

Part William Brown, biophysicisien à la Resonance Science Foundation

Le consortium Telomere-to-Telomere a achevé le séquencage de 3,055 milliards de paires de bases d'un génome humain, y compris le séquençage complet de tous les réseaux satellites centromériques, des duplications segmentaires récentes et des bras courts des cinq chromosomes acrocentriques, ouvrant ces régions jusqu'alors non résolues aux études variationnelles et fonctionnelles [1] :

"Cartographier ce matériel génétique devrait permettre d'expliquer comment les humains se sont adaptés et ont survécu aux infections et aux fléaux, comment nos corps éliminent les toxines, comment les individus réagissent différemment aux médicaments, ce qui rend le cerveau distinctement humain et ce qui fait que chacun de nous est distinct, a déclaré Evan Eichler, un généticien de la faculté de médecine de l'université de Washington qui a contribué à diriger la recherche." [2]

_{Chaque barre est une visualisation linéaire d'un chromosome, le numéro du chromosome étant indiqué à gauche. Les segments rouges indiquent les séquences précédemment manquantes que le Consortium T2T a résolues. GRAPHIQUE : V. ALTOUNIAN/SCIENCE ; DONNÉES : CONSORTIUM T2T}

La technologie du séquençage de l'ADN a finalement progressé suffisamment pour permettre le séquençage des régions du génome humain qui, auparavant, ne se prêtaient pas aux méthodes de séquençage conventionnelles (environ 8 % du matériel génétique était impossible à séquencer avec les technologies précédentes). Il s'agit notamment des régions satellites comportant un nombre élevé de répétitions en tandem variables (VNTR), qui constituent l'"empreinte digitale" de l'ADN et sont uniques à chaque espèce, biovar, voire spécifiques au niveau individuel. Cela contraste avec les segments de gènes codant pour des protéines, qui sont étonnamment relativement conservés (inchangés) à travers le réseau de la vie : par exemple, les humains partagent environ 40 à 50 % d'homologie génétique (même séquence de gènes) avec les mouches à fruits et les bananes. En tant que tels, les segments de gènes codant pour des protéines résolvent peu d'informations différenciables entre les espèces.

Cela devrait être un indice que les gènes ne sont pas l'élément distinctif qui rend un individu, ou même une espèce entière, unique. Bien que les gènes nouveaux jouent un rôle important dans certains cas circonstanciels, le principal moteur et identificateur de la spéciation et de l'individualisation sont les régions régulatrices des gènes. Il s'agit souvent d'éléments génétiques qui ne codent pas directement pour une protéine (et qui ne sont donc pas des gènes au sens conventionnel du terme), et ils peuvent inclure de longues chaînes de séquences de 2 à 8 nucléotides qui se répètent des centaines de fois (les VNTR) - ces éléments forment le quadruplex G des télomères (c'est-à-dire de l'ADN à 4 brins), ou des éléments génétiques mobiles comme le rétrotransposon Alu, qui, chez l'homme, est impliqué dans tout ce qui concerne la duplication des gènes, l'épissage alternatif, l'édition de l'ARNm et la régulation de la traduction.

Ces divers éléments régulateurs restent mal compris, et pourtant ils constituent près de 98% du génome humain (ce qui ne laisse qu'environ 2% pour les gènes conventionnels codant pour des protéines). Cela devrait être un énorme indice que ces régions sont importantes, voire vitales pour la fonctionnalité et le fonctionnement du polymère chimique de l'information héréditaire (l'ADN), et pourtant, à ce jour, ces régions sont encore appelées à tort "ADN poubelle" ou "éléments génétiques égoïstes". Ces éléments sont parmi les plus difficiles à séquencer à l'aide de la technologie conventionnelle de lecture de l'ADN (notamment en raison de l'utilisation de banques de gènes bactériennes). Cependant, les derniers efforts du projet de séquençage du génome humain Telomere-to-Telomere ont permis de surmonter ces difficultés et de produire une bibliothèque d'ADN de nombreux éléments structurels et régulateurs du génome humain, un exploit qui s'avérera inestimable pour mieux comprendre la nature du génome humain et dans les applications de la parenté et des technologies médicales. 

Références

Laura M. Zahn, Filling the gaps, Science March, 31st 2022. Vol 376, Issue 6588. pp.42-43. DOI: 10.1126/science.abp8653

[2] The map of our DNA is finally complete. Here's what that means for humanity. Karen Weintraub. USA Today. March 31, 2022. https://www.usatoday.com/story/news/health/2022/03/31/human-genome-dna-mapping-complete/7229428001/

     

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