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Les premières images 3D des chromosomes dissipent la forme en X familière

À l’aide d’une technologie de pointe puissante, les chercheurs révèlent pour la première fois que les véritables structures 3D des chromosomes sont très éloignées de la forme de X floue et légèrement déformée que bon nombre d’entre nous connaissent. Ils sont, en fait, complexes et plutôt beaux.

Dans un article publié en ligne cette semaine, des chercheurs de l’Institut Babraham et de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni et de l’Institut Weizmann en Israël décrivent comment, à l’aide d’ordinateurs puissants et de séquenceurs d’ADN, ils produisent des visualisations 3D de chromosomes. en générant des milliers de mesures moléculaires dans des cellules individuelles.

Le financement de la nouvelle technologie provenait du Conseil de recherches en biotechnologie et en sciences biologiques (BBSRC), du Conseil de recherches médicales (CRM) et du Wellcome Trust.

Les nouvelles images montrent que la plupart du temps, les structures chromosomiques ont une complexité riche et belle, et elles révèlent également comment l’ADN à l’intérieur se replie.

Structure des chromosomes à partir d'une cellule unique Hi-C
Les nouvelles images 3D montrent un côté plus complexe des structures chromosomiques. Crédit: Dr. Peret Fraser. Babraham Institute.

Les chercheurs disent que la forme en X familière est très courte durée de vie dans un chromosome.

Le coauteur Peter Fraser, du programme sur la dynamique nucléaire du Babraham Institute, financé par le BBSRC, explique:

« L’image d’un chromosome, un fragment d’ADN en forme de X, est familière à beaucoup mais ce portrait microscopique de l’achromosome montre en réalité une structure qui ne se produit que transitoirement dans les cellules – à un point où elles sont sur le point de se diviser.

La plupart des cellules d’un organisme n’ont pas de chromosomes ressemblant à la forme en X parce qu’elles ont fini de se diviser, en ajoutant que:

« Chromosomes dans ces cellules existent sous une forme très différente, et jusqu’à présent, il a été impossible de créer des images précises de leur structure. »

Les nouvelles images 3D montrent comment la structure des chromosomes et la façon dont leur ADN se replie à l’intérieur sont étroitement liées au moment et à la manière dont les gènes sont exprimés, ce qui a un effet direct sur la santé, la maladie et le vieillissement.

C’est la première fois que des structures chromosomiques ont été générées sur la base de leurs mesures dans des cellules individuelles. Des études précédentes ont calculé des mesures basées sur des moyennes à partir de millions de cellules.

Le Dr Fraser affirme que ces nouvelles images leur permettent de cartographier des gènes spécifiques et de commencer à démêler les principes du fonctionnement des howchromosomes dans le génome.

Plus tôt cette année, des chercheurs de l’Institut Salk aux États-Unis ont révélé comment les chromosomes organisent l’ADN pendant la division cellulaire en utilisant des télomères, des capsules moléculaires qui protègent les extrémités des chromosomes, comme des «ancres».

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