Publi¨¦ le 29 octobre 2019 – Mis ¨¤ jour le 29 octobre 2019

Un texte de la Minute Recherche par ?milie Brasset (GReD, unit¨¦ mixte de recherche Inserm / CNRS / Universit¨¦ Clermont Auvergne).

Les cellules germinales, spermatozo?des et ovules, transmettent le patrimoine g¨¦n¨¦tique, c¡¯est ¨¤ dire l¡¯ADN, ¨¤ la g¨¦n¨¦ration suivante. Ce mat¨¦riel g¨¦n¨¦tique si pr¨¦cieux doit donc ¨ºtre fortement prot¨¦g¨¦ afin qu¡¯aucune mutation n¡¯apparaisse et ne puisse ¨ºtre transmise. Une menace qui p¨¨se constamment sur nos cellules et qui peut mettre en p¨¦ril la stabilit¨¦ de nos g¨¦nomes est port¨¦e par l¡¯ADN lui-m¨ºme : ce sont les ?l¨¦ments Transposables (ET). En effet, les ETs sont des s¨¦quences d¡¯ADN mobiles qui ont la capacit¨¦ de se d¨¦placer, c¡¯est-¨¤-dire, de transposer et ainsi de s¡¯ins¨¦rer ¨¤ une autre localisation dans le g¨¦nome. Les ETs ont ¨¦t¨¦ retrouv¨¦s dans toutes les esp¨¨ces ¨¦tudi¨¦es et repr¨¦sentent pr¨¨s de la moiti¨¦ du g¨¦nome humain.

Le premier m¨¦canisme de d¨¦fense qui rentre en jeu au sein des cellules germinales repose sur des petits ARNs, appel¨¦s piARNs (PIWI-interacting RNA), qui vont cibler par compl¨¦mentarit¨¦ de s¨¦quence l¡¯ET et ainsi bloquer sa transposition. Ce m¨¦canisme de d¨¦fense souvent compar¨¦ ¨¤ un syst¨¨me immunitaire g¨¦nomique permettant de prot¨¦ger le g¨¦nome des dangers de la transposition s¡¯est d¨¦velopp¨¦ dans les cellules germinales des animaux. Ces millions de piARNs produits par les cellules germinales proviennent de r¨¦gions g¨¦nomiques particuli¨¨res appel¨¦es Clusters de piARNs. Ces clusters, compos¨¦s d¡¯une multitude d¡¯ETs enchev¨ºtr¨¦s les uns dans les autres, repr¨¦sentent le r¨¦pertoire d¡¯ETs que la cellule doit r¨¦primer pour maintenir la stabilit¨¦ de son g¨¦nome.

Les chercheuses, en utilisant Drosophila melanogaster comme mod¨¨le d¡¯¨¦tude, montrent qu¡¯¨¤ la suite d¡¯une r¨¦activation d¡¯un ET dans un tissu adjacent aux cellules germinales, cet ¨¦l¨¦ment est capable d¡¯infecter et d¡¯envahir la lign¨¦e germinale, comme le ferait un virus. En retour la lign¨¦e germinale apprend ¨¤ se d¨¦fendre de cette attaque en pi¨¦geant cet ¨¦l¨¦ment dans son ADN de fa?on ¨¤ garder la m¨¦moire de cette infection. En effet, cet ¨¦l¨¦ment se trouvant pi¨¦g¨¦ dans un cluster de piARNs va int¨¦grer le grand r¨¦pertoire des ETs que la cellule doit r¨¦primer. Des nouveaux piARNs contre cet ¨¦l¨¦ment sont ainsi produits et prot¨¨gent de fa?on permanente la lign¨¦e germinale. Les clusters de piARNs, en pi¨¦geant des ETs, ? vaccinent ? ainsi la lign¨¦e germinale de l¡¯individu et de sa descendance contre une invasion massive d¡¯ETs.
 

L¨¦gende de l'illustration :

Figure : Ces deux sch¨¦mas repr¨¦sentent une chambre d¡¯?uf de Drosophile, avec les cellules germinales (en vert) qui transmettront l¡¯informatique g¨¦n¨¦tique ¨¤ la descendance et les cellules folliculaires de soutien d¡¯origine somatique (en blanc et rouge) entourant la lign¨¦e germinale.
A) R¨¦activation d¡¯un ¨¦l¨¦ment transposable dans certaines cellules folliculaires (rouge) et invasion de la lign¨¦e germinale. Au moment de l¡¯infection, la lign¨¦e germinale ne sait pas se d¨¦fendre.
B) A la suite de l¡¯infection, l¡¯¨¦l¨¦ment transposable saute dans l¡¯ADN de la lign¨¦e germinale dans une r¨¦gion particuli¨¨re produisant des piARNs permettant ainsi la production de nouveaux piARNs (rouge) dirig¨¦s contre l¡¯¨¦l¨¦ment transposable envahisseur. Cette nouvelle production se visualise par l'extinction de l¡¯expression de l¡¯¨¦l¨¦ment transposable envahisseur sp¨¦cifiquement dans les cellules germinales.