Une étude menée par le laboratoire des sciences médicales du MRC révèle que les cellules de différents organes expriment de manière sélective les chromosomes X maternels ou paternels. Cette variation, démontrée à la fois dans les données humaines et dans les modèles murins, est due à la compétition cellulaire, qui affecte le développement des organes chez les femelles biologiques. Crédit : Issues.fr.com
Les recherches révèlent que l’expression sélective des chromosomes X maternels ou paternels varie selon les organes, sous l’effet de la compétition cellulaire.
Une nouvelle étude publiée aujourd'hui (26 juillet) dans Génétique de la nature Une étude réalisée par le groupe de développement lymphoïde du laboratoire des sciences médicales du MRC a révélé que la contribution des cellules exprimant les chromosomes X maternels ou paternels peut être sélectivement biaisée dans différentes parties du corps. L'étude s'appuie sur des données humaines issues du projet 1000 Genomes combinées à des modèles murins de chromosomes X humains liés ADN variation de séquence pour faire progresser notre compréhension fondamentale du développement chez les individus biologiquement féminins qui ont deux chromosomes X.
Mécanismes à l'origine de la sélection du chromosome X
Jusqu’à présent, on pensait que l’utilisation des chromosomes X maternels et paternels était similaire dans tout le corps. Les nouveaux travaux montrent que ce n’est pas toujours le cas et que différents organes peuvent être enclins à utiliser soit les chromosomes X maternels, soit les chromosomes X paternels. Ils révèlent également le processus à l’origine de cette distorsion : la compétition entre les cellules exprimant l’un ou l’autre chromosome X. Chez certains individus, les cellules d’organes comme le cœur utilisent principalement le chromosome X d’un parent, tandis que les cellules immunitaires utilisent presque exclusivement le chromosome X de l’autre parent. Ces résultats constituent une avancée importante dans la compréhension des principes et mécanismes sous-jacents du développement des individus XX.
Conséquences de la sélection du chromosome X
Les femelles biologiques héritent de deux chromosomes X – un de chaque parent – ainsi que de tout le matériel génétique nécessaire à la construction et à la subsistance du corps. Mais malgré la présence des deux chromosomes X parentaux, un seul chromosome X est activement exprimé dans une cellule donnée. Étant donné que la séquence d’ADN de chaque chromosome X présente des variations génétiques, chaque cellule choisit effectivement d’exprimer un ensemble de caractéristiques uniques dérivées de l’un ou l’autre des parents.
« Nous avons réalisé que lorsque les cellules choisissaient l’un de leurs deux chromosomes X plutôt que l’autre, elles choisissaient également l’ensemble de variantes génétiques à exprimer », a déclaré Matthias Merkenschlager, qui dirige le groupe de recherche sur le développement des lymphocytes. « En conséquence, les cellules individuelles expriment des variantes génétiques distinctes. Nous travaillons maintenant à en savoir plus sur la manière dont les variantes génétiques liées au chromosome X façonnent le développement de l’organisme et si l’utilisation sélective du chromosome X dans des tissus spécifiques peut affecter la probabilité de certaines maladies plus tard dans la vie. »
Focus sur la recherche du gène STAG2
Les chercheurs se sont concentrés sur un gène spécifique du chromosome X, appelé STAG2. Ils ont découvert que les cellules porteuses d'une variante génétique de STAG2 ne parvenaient pas à se développer en cellules immunitaires appelées lymphocytes chez les femmes qui portaient la variante STAG2 sur un chromosome X et la version commune (« de référence ») de STAG2 sur l'autre chromosome X.
En revanche, les cellules présentant la même variante de STAG2 étaient parfaitement compétentes pour former des lymphocytes chez les mâles XY (avec une seule copie du chromosome X) ou chez les femelles chez lesquelles les deux chromosomes X portaient la variante.
Les chercheurs ont conclu que ce qui empêche les cellules variantes de former des lymphocytes n'est pas la variante en tant que telle, mais la présence de cellules exprimant la version de référence de STAG2. Cela montre que les cellules se disputent la « permission » de former des types de cellules spécifiques dans le corps. Les résultats révèlent un nouvel aspect de la diversité liée au chromosome X qui n'était pas encore pris en compte : les interactions entre les cellules peuvent façonner la contribution de la diversité liée au chromosome X à des types de cellules et à des tissus spécifiques.
Même si les cellules exprimant le gène de référence STAG2 sont plus compétitives pour former le sang, les cellules exprimant la variante peuvent prédominer dans d'autres parties du corps. Pour Teresa Buenaventura, auteure principale de l'étude, cela a suscité une curiosité personnelle : « Travailler sur ce projet a été particulièrement passionnant pour moi, car cela m'a rendue curieuse de connaître la contribution de chacun des chromosomes X à mes différents tissus », a-t-elle déclaré.
Ces résultats révèlent un aspect jusqu’alors sous-estimé de la diversité liée au chromosome X, où les interactions entre des clones épigénétiquement divers peuvent façonner la contribution de la diversité génétique liée au chromosome X à des types de cellules et de tissus spécifiques.
