Les gènes des cellules du cerveau humain peuvent être lus de différentes manières pour produire de nombreuses protéines
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Le code génétique du cerveau humain est beaucoup plus complexe que nous le pensions, certains gènes codant potentiellement pour des dizaines, voire des centaines de protéines différentes.
Cette découverte provient du premier séquençage du « transcriptome » complet – une lecture de toutes les différentes manières dont les gènes peuvent être utilisés pour fabriquer des protéines – d’une partie du cerveau humain. “À partir du même ensemble d’informations génétiques, vous pouvez déduire beaucoup plus de paramètres”, explique Jonathan Mill de l’Université d’Exeter, au Royaume-Uni.
Lorsque les cellules fabriquent des protéines, le gène concerné est d’abord utilisé comme modèle pour en construire une copie sous forme d’ARNm, un processus appelé transcription. La séquence d’ARNm est ensuite utilisée pour créer la protéine.
Cependant, tous les gènes ne sont pas utilisés, car les gènes sont constitués de plusieurs segments d’ADN codant pour des protéines appelés exons, entrecoupés de segments appelés introns que l’on pense normalement être extraits de l’ARNm, permettant aux exons d’être « épissés » ensemble. .
On sait depuis longtemps que certains gènes peuvent produire des séquences d’ARNm légèrement différentes, car tous les exons ne sont pas utilisés. Plus récemment, on a découvert que certains introns pouvaient ne pas être supprimés.
L’importance de ces processus d’épissage alternatifs n’est pas claire. Aujourd’hui, le groupe de Mill a utilisé de nouvelles techniques de séquençage pour caractériser et quantifier tous les différents ARNm présents dans les cellules du cortex cérébral, une partie externe du cerveau importante dans les processus de pensée complexes. L’équipe a étudié des échantillons de tissus provenant de personnes qui avaient accepté de faire don de leur cerveau à la recherche après leur décès.
Parmi les près de 13 000 gènes actifs dans le cortex cérébral, les chercheurs ont découvert près de 33 000 molécules d’ARNm différentes. Environ un cinquième des gènes ont produit des ARNm contenant des introns, et plus de 200 gènes ont produit entre 10 et 100 ARNm différents. Cela montre que l’épissage alternatif dans le cerveau est plus important que nous ne le pensions, explique Mill. “Le cerveau est un organe très complexe, cela aurait donc du sens.”
On ne sait pas si tous les ARNm découverts finissent par être transformés en protéines, mais même s’ils ne le sont pas, ils peuvent affecter l’activité des gènes, explique Mill. Les chercheurs ont également découvert que les cellules cérébrales des personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et de la schizophrénie produisent différents ARNm, ce qui suggère qu’un épissage alternatif pourrait jouer un rôle dans ces conditions.
L’équipe a mis les versions humaine et murine du transcriptome du cortex cérébral dans une base de données publique pour que d’autres chercheurs puissent les utiliser.
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