Dossiers de presse

L’héritage d’une découverte fondatrice


À la fin des années 1950, le concept de gène, fragment d’ADN portant l’information identitaire dans chacune de nos cellules, était encore récent. La structure de la molécule d’ADN venait juste d’être découverte, en 1953, par l’américain James Watson et le britannique Francis Crick, et la communauté scientifique s’accordait à penser qu’à chaque gène correspondait un agent « ouvrier » – ou protéine – nécessaire aux différentes tâches de nos cellules, comme la digestion, le transport ou l’élimination.

Jacob et Monod, sur des systèmes très simples, mêlant biochimie et génétique, ont bousculé les représentations de l’époque, en introduisant pour la première fois la notion de gènes régulateurs : ainsi, si certains gènes, dits « de structure », sont bien chargés de produire les protéines effectrices, les scientifiques ont montré qu’il existait également des gènes de régulation, qui modulent l’expression des premiers.

La seconde moitié du XXe siècle a ainsi vu le développement fulgurant de la biologie moléculaire, dont les contours ont été totalement redessinés par cette découverte. Aujourd’hui, une grande partie du travail des scientifiques consiste à comprendre, avec l’aide de différents modèles – bactéries, levures, champignons, ou organismes plus complexes) – comment nos gènes sont régulés… Tous les champs de la recherche en biologie sont concernés. En voici quelques exemples.

Comprendre les premières étapes de l’expression des gènes

Une grande partie de la recherche actuelle en biologie se rapporte au mécanisme cellulaire de la transcription. Il s’agit de l’une des premières étapes de l’expression des gènes. Elle consiste à copier la molécule mère d’ADN, porteuse des gènes, en molécules d’ARN. Les ARN vont alors servir à diverses tâches dans la cellule, et pour une grande partie d’entre eux, de patrons pour l’élaboration des protéines, les agents effecteurs de la cellule. La théorie de l’opéron a permis de comprendre les régulations très fines auxquelles pouvait être soumise l’étape de transcription de l’ADN en ARN. Des anomalies, ponctuelles ou héréditaires, affectant la transcription peuvent avoir des conséquences graves et provoquer des maladies très diverses, en fonction des gènes qu’elles affectent. Les chercheurs étudient donc comment la transcription des gènes est contrôlée : la machinerie moléculaire qui est nécessaire, les points de contrôle, les facteurs qui agissent sur l’activation ou l’inhibition de la transcription, et donc sur l’expression des gènes.


Cellules souches et développement

La biologie du développement s’intéresse aux mécanismes par lesquels chacun de nous, à partir d’une cellule unique, se développe en un être complexe, avec de nombreux organes aux caractéristiques différentes. L’étude des régulations génétiques est à la base de la compréhension de ces phénomènes. C’est en effet la mise sous silence et l’activation de certains groupes de gènes qui amènent nos cellules, qui possèdent toutes le même matériel génétique, à se différencier les unes des autres et à emprunter des voies de spécialisation différentes, pour former les cellules sanguines, ou celles constituant le foie, la peau ou encore les neurones. La recherche actuelle en biologie du développement tente d’élucider les mécanismes d’extinction et d’activation des gènes, non seulement pour mieux comprendre les processus clés des spécialisations, mais également pour identifier les points de blocage, qui sont souvent à l’origine de maladies ou de malformations. L’enjeu est également de parvenir à maintenir la capacité des cellules à ne pas se différencier, voire de parvenir à les « déspécialiser », pour les faire revenir à l’état de cellules souches, capables de générer plusieurs types de tissus. La maîtrise de la production de ces cellules souches en vue de leur utilisation pour remplacer chez des malades des cellules déficientes, représente à l’heure actuelle un espoir thérapeutique important.


L’épigénétique : quand tout n’est pas histoire de génétique !

Au fur et à mesure que les connaissances ont progressé, la liste des éléments régulateurs de gènes s’est élargie. Les chercheurs ont ainsi découvert que l’expression d’un gène pouvait être modulée par des ARN, des protéines… et plus récemment, la recherche a montré que des facteurs environnementaux, non génétiques, pouvaient peut-être entrer en ligne de compte : c’est le champ d’étude de l’épigénétique. Les chercheurs étudient ainsi les modifications héréditaires dans la fonction des gènes qui ne sont pas dues à un changement dans les séquences génétiques. Ces dernières années, des études ont montré que les phénomènes épigénétiques pouvaient contribuer à expliquer des différences de sensibilité à certaines maladies, comme les troubles bipolaires, les maladies inflammatoires de l'intestin, ou la sclérose en plaques. Ils jouent également un rôle très important dans l’apparition de cancers…


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