Des chercheurs du RIKEN ont découvert le rôle de deux complexes protéiques, PRC1 et PRC2, dans le processus d’inactivation du chromosome X chez les mammifères femelles, un mécanisme qui, lorsqu’il fonctionne mal, peut entraîner des cancers.
Deux complexes protéiques jouent des rôles clés mais différents dans l’inactivation d’un chromosome X chez les mammifères femelles.
Des chercheurs du RIKEN ont jeté un nouvel éclairage sur les rôles que jouent deux complexes protéiques dans le processus énigmatique de désactivation d’un chromosome X chez les mammifères femelles. Cette découverte pourrait aider les chercheurs à comprendre comment certains cancers surviennent chez les femmes.
Les mâles ont un chromosome X et un chromosome Y, tandis que les femelles ont une paire de chromosomes X. Cette redondance de deux chromosomes X permet aux femelles d’avoir un chromosome X. Cette redondance de deux chromosomes X confère généralement aux mammifères femelles une robustesse accrue contre les troubles génétiques et les cancers par rapport aux mâles.
Au cours du développement, les femelles utilisent un mécanisme d’inactivation de l’un des chromosomes X, connu sous le nom d’inactivation du chromosome X. Lorsque ce processus se déroule mal, les femelles se retrouvent dans une situation d’inactivation. Lorsque ce processus ne fonctionne pas correctement, les femmes peuvent développer des problèmes de santé majeurs tels que le cancer du sein. Une meilleure compréhension de l’inactivation correcte du chromosome X pourrait aider à prévenir ou à traiter ces types d’événements qui alimentent les tumeurs chez l’homme.
Aujourd’hui, en utilisant des embryons de souris, une équipe dirigée par Haruhiko Koseki du RIKEN Center for Integrative Medical Sciences (IMS) a montré comment deux groupes de protéines – connues sous le nom de complexe répressif de polycomb 1 (PRC1) et PRC2 – jouent des rôles indépendants et cruciaux en aidant à maintenir un chromosome X dans l’embryon en développement à l’état dormant.
Figure 1 : Illustration de deux chromosomes X montrant la paire de chromosomes femelles 23. Des chercheurs du RIKEN ont découvert comment deux complexes protéiques désactivent un chromosome X chez les mammifères femelles.
Les chercheurs ont notamment constaté que seuls les tissus de soutien embryonnaire dépendent des PRC1 et PRC2 pour maintenir le silencieux génique sur le chromosome X inactif. En revanche, les tissus embryonnaires eux-mêmes peuvent maintenir le même chromosome en position inactive sans utiliser ces régulateurs épigénétiques, et doivent donc s’appuyer sur une autre machinerie moléculaire pour effectuer le même travail.
« Cette étude met en évidence les caractéristiques différentielles de deux grandes lignées de tissus dans les embryons en développement », déclare Osamu Masui, également de l’IMS.
Les chercheurs ont identifié les fonctions des PRC1 et PRC2 en étudiant des souris génétiquement modifiées pour être dépourvues de l’un ou l’autre complexe protéique. Ces expériences ont montré comment chaque PRC modifie l’enroulement de l’ADN de différentes manières pour faire taire un ensemble unique de gènes sur le chromosome X inactif.
Les deux complexes sont nécessaires à l’inactivation correcte du chromosome X dans les tissus extra-embryonnaires qui formeront des organes tels que le placenta. Cependant, les deux complexes sont également dispensables dans le tissu embryonnaire lui-même.
« Cette étude démontre clairement que PRC1 et PRC2 s’accumulent indépendamment sur le chromosome X inactif et maintiennent de manière différentielle l’inactivation des gènes liés au chromosome X », explique Masui. « Cette découverte pourrait nous aider à comprendre comment se forment les tumeurs spécifiques aux femmes.
L’équipe tente à présent de découvrir les mécanismes moléculaires qui permettent aux tissus embryonnaires de maintenir étroitement l’inactivation du chromosome X. « Ces études devraient nous aider à mieux établir le lien entre le chromosome X et les tissus embryonnaires. « Ces études devraient nous aider à mieux établir les principes fondamentaux de la régulation des gènes dans le génome », déclare Masui.
Référence : « Polycomb repressive complexes 1 and 2 are each essential for maintenance of X inactivation in extra-embryonic lineages » par Osamu Masui, Catherine Corbel, Koji Nagao, Takaho A. Endo, Fuyuko Kezuka, Patricia Diabangouaya, Manabu Nakayama, Mami Kumon, Yoko Koseki, Chikashi Obuse, Haruhiko Koseki et Edith Heard, 12 janvier 2023, Nature Cell Biology.
DOI: 10.1038/s41556-022-01047-y