À l’aide d’une technologie de pointe, les chercheurs ont réussi à révéler, pour la première fois, que les véritables structures 3D des chromosomes s’éloignent considérablement de la forme en X floue et légèrement déformée que beaucoup d’entre nous connaissent. Au contraire, ces structures se révèlent être à la fois complexes et d’une beauté saisissante.
Dans un article publié en ligne récemment, une équipe de chercheurs de l’Institut Babraham et de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni, ainsi que de l’Institut Weizmann en Israël, décrit leur méthode innovante. En utilisant des ordinateurs puissants et des séquenceurs d’ADN, ils ont produit des visualisations 3D des chromosomes en générant des milliers de mesures moléculaires au sein de cellules individuelles.
Le financement de cette technologie révolutionnaire a été assuré par le Conseil de recherches en biotechnologie et en sciences biologiques (BBSRC), le Conseil de recherches médicales (CRM) et le Wellcome Trust.
Les nouvelles images mettent en évidence que, dans la plupart des cas, les structures chromosomiques possèdent une complexité riche et fascinante, tout en révélant comment l’ADN à l’intérieur se replie.
Ces images 3D dévoilent une facette bien plus complexe des structures chromosomiques. Selon les chercheurs, la forme en X familière est en réalité d’une très courte durée de vie dans un chromosome.
Peter Fraser, coauteur de l’étude et membre du programme sur la dynamique nucléaire de l’Institut Babraham, explique :
« L’image d’un chromosome, souvent représentée comme un fragment d’ADN en forme de X, est familière à beaucoup. Cependant, ce portrait microscopique révèle en réalité une structure qui n’apparaît que de manière transitoire dans les cellules, précisément au moment où elles sont sur le point de se diviser. »
La majorité des cellules d’un organisme ne présentent pas de chromosomes en forme de X, car elles ont déjà terminé leur cycle de division. Peter Fraser ajoute :
« Les chromosomes dans ces cellules prennent une forme très différente, et jusqu’à présent, il était impossible de créer des images précises de leur structure. »
Les nouvelles images 3D illustrent comment la structure des chromosomes et la façon dont leur ADN se replie à l’intérieur sont intimement liées au moment et à la manière dont les gènes sont exprimés. Cela a des implications directes sur la santé, la maladie et le vieillissement.
Il s’agit de la première fois que des structures chromosomiques ont été générées à partir de mesures réalisées dans des cellules individuelles. Les études antérieures s’étaient basées sur des moyennes dérivées de millions de cellules.
Le Dr Fraser souligne que ces nouvelles images leur permettent de cartographier des gènes spécifiques et de commencer à démêler les principes de fonctionnement des chromosomes dans le génome.
Plus tôt cette année, des chercheurs de l’Institut Salk aux États-Unis ont également révélé comment les chromosomes organisent l’ADN pendant la division cellulaire. Ils utilisent des télomères, ces capsules moléculaires qui protègent les extrémités des chromosomes, comme des « ancres ».
Nouvelles Perspectives Sur La Structure Chromosomique
Les avancées récentes dans le domaine de la biologie cellulaire soulignent l’importance de comprendre la structure chromosomique non seulement pour des raisons théoriques, mais aussi pour leurs implications pratiques en médecine. De nouvelles recherches montrent que les anomalies dans la structure des chromosomes peuvent être liées à des maladies génétiques et au cancer. En 2024, les scientifiques explorent des liens encore plus étroits entre la structure chromosomique et le développement de certaines pathologies.
Par exemple, des études ont mis en lumière que la manière dont les chromosomes se replient peut influencer l’expression génique, ce qui à son tour affecte la réponse aux traitements médicaux. Des chercheurs de l’Université de Stanford ont récemment démontré qu’une compréhension accrue de la topologie chromosomique pourrait mener à des approches thérapeutiques plus ciblées dans le traitement du cancer.
Ainsi, ces nouvelles images 3D des chromosomes ne sont pas seulement des curiosités scientifiques, mais elles ouvrent des portes vers de nouvelles avenues de recherche, promettant des avancées significatives dans notre compréhension des maladies et du vieillissement. L’avenir de la recherche chromosomique semble plus prometteur que jamais, avec des implications potentielles pour la médecine personnalisée et la thérapie génique.
