Sur la piste d’un évadé génétique - Des biologistes de l’UNIGE détectent, entre les gènes d’une plante, des éléments mobiles fatals à sa floraison

Au cœur du génome d’une plante d’Arabidopsis mutante, une équipe de biologistes de l’Université de Genève (UNIGE) a identifié un élément génétique mobile, capable de se multiplier sauvagement dans les chromosomes. Cet élément fait partie de la famille des rétrotransposons, ainsi nommés parce qu’ils se répliquent un peu à la manière des rétrovirus. Comme chez l’être humain, la machinerie cellulaire de l’hôte s’applique alors à contenir le mouvement perturbateur au sein du génome : la plante met en œuvre une parade, dont les ressorts demeuraient jusqu’ici incompris. C’est en comparant des plantes mutantes et des plantes dans la nature que les scientifiques ont mis à jour les ficelles de ce procédé. Certaines maladies humaines comme le cancer présentent précisément des affections de la capacité cellulaire à contenir les rétrotransposons. Ces résultats, qui viennent de paraître dans Nature, seront d’un grand intérêt pour l’appréhension de ces pathologies.

Dans ce qu’on appelait injustement l’«ADN poubelle», la recherche cerne progressivement le rôle d’éléments autres que les fameuses protéines pour lesquelles codent les gènes. C’est en scrutant ces éléments et leur fonctionnement que le laboratoire de Jerzy Paszkowski, professeur de biologie végétale à l’UNIGE, a saisi un rétrotransposon en flagrant délit de saut ravageur pour la floraison de son hôte, la plante Arabidopsis.

Sur la piste d’un drôle d’Evadé
Les chercheurs ont baptisé cet élément perturbateur Evadé, parce qu’il échappe au contrôle de sa plante hôte, qu’il parvient à se multiplier, puis à s’intégrer au cœur du gène responsable de la morphologie florale de la plante. Ils sont parvenus à suivre son évasion, à la cartographier, puis à comprendre comment Arabidopsis cherche à se prémunir contre ce dérèglement potentiel de son programme génétique.

Epigénétique versus génétique
La découverte des transposons dans le génome du maïs valut le prix Nobel de physiologie à la botaniste américaine Barbara Mac Clintock en 1983 : l’on sut, dès lors, que des éléments génétiques pouvaient se déplacer et « sauter » au sein même des chromosomes. Depuis cette importante découverte, une nouvelle classe de transposons, les rétrotransposons, a été identifiée chez les plantes et les mammifères, êtres humains compris ; chez l’homme, ils occupent 44% du génome. Tirant leur nom de leur ressemblance avec les rétrovirus, ils ont, comme ces derniers, la particularité d’emprunter un intermédiaire -sous forme d’ARN messager- pour se reproduire, quand ils échappent au contrôle cellulaire.

Une cinquième base dans l’ADN
L’équipe de biologistes de l’UNIGE a eu affaire à Evadé au cours d’une recherche qu’elle menait sur un mécanisme épigénétique appelé méthylation de l’ADN, qui rend silencieux certains éléments génétiques et qui se traduit par l’ajout d’un nouveau groupement chimique sur l’une des bases -ou lettres- composant le génome, en l’occurrence le « C ». Or, la présence de cette base modifiée, appelée aussi « cinquième base », est nécessaire au développement optimal de la plante : c’est en tous les cas à son absence, constatée dans certains spécimens mutants, que les biologistes ont imputé la mobilité d’Evadé.

Mystérieux rétrotransposons
Pour leurs analyses, les spécialistes ont cultivé des générations d’Arabidopsis, dont certaines ne présentaient plus de fleurs. Ils ont alors observé que ce défaut, signe d’une mutation, découlait du saut d’Evadé. Dernièrement publiés dans la revue Nature, les résultats de leur enquête au cœur d’un génome végétal de référence, dont on pensait presque tout connaître, permettront de mieux saisir les effets des rétrotransposons et les stratégies des organismes pour tenter de les contrôler.

Contact: Jerzy Paszkowski, au tél.: +41 22 379 30 21 ou Marie Mirouze, au tél.: +41 22 379 30 26

2009