Publié le 26 février 2026 16h10. Une nouvelle étude révèle que l’ADN humain est loin d’être statique : il se replie et se déplie continuellement à l’intérieur des cellules, un processus dynamique qui influence l’activité des gènes et pourrait éclairer les mécanismes du cancer et des troubles du développement.
- L’ADN, malgré sa longueur (environ deux mètres par cellule), s’organise en boucles complexes au sein du noyau.
- Ces boucles ne sont pas fixes, mais se forment et se défont en permanence, sous l’action de protéines spécifiques.
- La vitesse de ces changements structurels est corrélée à l’activité génique : les gènes actifs sont associés à des boucles plus dynamiques.
L’organisation tridimensionnelle de l’ADN, longtemps considérée comme un simple emballage pour permettre à l’immense génome (six milliards de paires de bases et des dizaines de milliers de gènes) de tenir dans le noyau cellulaire, s’avère être un facteur clé dans la régulation de l’expression des gènes. Des chercheurs du Salk Institute for Biomedical Research ont mis en évidence la nature dynamique de cette organisation, démontrant que les boucles d’ADN se forment et se déplient en continu.
Selon le Dr Jesse Dixon, professeur agrégé et titulaire de la chaire de développement au Salk Institute, cette compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans le repliement de l’ADN est cruciale.
« Au cours de la dernière décennie, nous avons commencé à mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui regroupent et organisent cette énorme quantité d’informations »
Dr Jesse Dixon, professeur agrégé et titulaire de la chaire de développement, Salk Institute
Il souligne que des erreurs dans cette organisation structurelle peuvent contribuer au développement de cancers et de troubles du développement, notamment les troubles du spectre autistique.
L’étude, publiée dans la revue Génétique naturelle, a utilisé des cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes humaines immortalisées (RPE-1) pour analyser la fréquence et la dynamique de ces changements. En réduisant le niveau de la protéine NIPBL, essentielle à la formation des boucles d’ADN par le complexe protéique appelé cohésine, les chercheurs ont observé que le génome commençait à se défaire, certaines régions se relâchant rapidement tandis que d’autres changeaient plus lentement, sur plusieurs heures.
Les résultats suggèrent que ce repliement et dépliement continus de l’ADN pourraient aider la cellule à maintenir son identité, en assurant l’expression des gènes spécifiques à son type. L’équipe a confirmé cette hypothèse en étudiant des cellules cardiaques et des neurones obtenues à partir de cellules souches pluripotentes induites par l’homme (CSPi). Ils ont constaté que le repliement dynamique était particulièrement important dans les régions génomiques contenant des gènes essentiels à la fonction cardiaque et neuronale.
Les chercheurs avancent que les régions du génome impliquées dans la définition de l’identité cellulaire sont plus dynamiques, car des boucles d’ADN se forment et se défont de manière répétée, maintenant ainsi le contact entre les séquences génétiques qui doivent communiquer entre elles.
« Une chose que ces résultats semblent indiquer est que le repliement et le déploiement continus du génome peuvent être particulièrement importants pour aider la cellule à se « mémoriser » de quel type de cellule elle doit être, en maintenant l’expression de gènes spécifiques à chaque type de cellule. »
Les chercheurs du Salk Institute
Ces découvertes pourraient avoir des implications importantes pour la compréhension et le traitement de maladies génétiques telles que le syndrome de Cornelia de Lange, caractérisé par des anomalies dans l’organisation de l’ADN, ainsi que pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques contre le cancer, où des modifications de l’organisation du génome peuvent favoriser la prolifération cellulaire incontrôlée.
Le Dr Jesse Dixon a utilisé des cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes induites par l’homme (CSPi) pour démontrer que la façon dont l’ADN est continuellement replié et réorganisé à l’intérieur du noyau cellulaire influence l’identité cellulaire. Crédit : Institut Salk
L’équipe du laboratoire de recherche du Dr Jesse Dixon a utilisé des neurones dérivés de cellules souches pluripotentes induites par l’homme (CSPi) pour montrer que la façon dont l’ADN est continuellement replié et réorganisé à l’intérieur du noyau influence l’identité cellulaire. Crédit : Institut Salk
Cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes humaines immortalisées (RPE-1) en train de se diviser, illustrant la capacité remarquable du corps à compacter, stocker, dupliquer et réorganiser de longues molécules de matériel génétique (ADN). Crédit: Institut Salk