Et si nous pouvions hériter de plus que les gènes de nos parents ? Et si nous pouvions hériter de la capacité d'activer et de désactiver les gènes ?
Ces possibilités sont apparues après notre étude récente, publié dans Nature Communication. Nous avons découvert que des informations en plus de nos gènes étaient transmises de la mère à la progéniture pour affecter le développement de leur squelette. C'est l'information « épigénétique » qui est normalement réinitialisée entre les générations.
Notre recherche a porté sur des souris, le premier cas de ce type chez des mammifères où un effet épigénétique durable de l'œuf de la mère est transmis à la génération suivante. Cela a des conséquences à vie sur la santé de cette génération.
Cependant, nous ne pouvons pas être certains que les changements épigénétiques équivalents sont également hérités chez l'homme, y compris les implications sur le développement de notre squelette et l'impact potentiel sur les maladies.
Attendez, c'est quoi encore l'épigénétique ?
Nos gènes (paquets d'ADN) disent à notre corps de fabriquer certaines protéines. Mais nos cellules ont aussi besoin d'instructions pour savoir si un gène doit être utilisé (activé) ou non (éteint).
Ces instructions se présentent sous la forme d'étiquettes chimiques ou "épigénétiques" (petites molécules) qui se trouvent au-dessus de l'ADN. Vous accumulez ces balises tout au long de votre vie.
Pensez à la façon dont les signes de ponctuation aident un lecteur à comprendre une phrase. Les étiquettes épigénétiques permettent à la cellule de comprendre une séquence d'ADN.
Sans ces étiquettes épigénétiques, la cellule pourrait fabriquer une protéine au mauvais moment ou pas du tout.
Le moment est crucial dans la façon dont les embryons se développent. Si certains gènes sont exprimés (activés pour produire une protéine) trop tôt ou trop tard, un embryon ne se développera pas correctement.
Qu'est-ce que l'épigénétique?
Qu'avons-nous trouvé?
Nous étions intéressés à comprendre la fonction d'une protéine dans les œufs de souris (ovules) appelée SMCHD1.
En supprimant SMCHD1 des œufs de souris, nous avons découvert que les souris qui se sont développées à partir d'œufs dépourvus de SMCHD1 avaient un squelette altéré, certaines vertèbres de la colonne vertébrale étant perturbées.
Cela ne pourrait s'expliquer que par un changement épigénétique dû à la perte de SMCHD1 dans l'œuf.
En particulier, nous avons examiné un ensemble de gènes connus sous le nom de putain gènes. Ceux-ci codent une série de protéines connues pour contrôler le développement du squelette des mammifères.
putain Les gènes se trouvent chez tous les animaux, des mouches aux humains, et sont cruciaux pour la mise en place de notre colonne vertébrale. L'évolution a finement réglé le moment de l'expression de putain gènes au cours du développement embryonnaire pour s'assurer que le squelette est correctement assemblé.
Notre étude a montré que les étiquettes épigénétiques établies par le SMCHD1 de la mère dans son ovule peuvent avoir un impact sur la façon dont ces putain les gènes sont exprimés dans sa progéniture.
Les résultats sont une grande surprise car presque toutes les étiquettes épigénétiques de l'œuf sont effacées peu de temps après la conception. Pensez à cela un peu comme une réinitialisation d'usine.
Cela signifie qu'il est inhabituel que des informations épigénétiques de l'œuf de la mère soient transmises à sa progéniture pour façonner leur croissance.
Qu'est ce que cela veut dire pour nous?
Nos résultats suggèrent que même les gènes que vous n'héritez pas de votre mère peuvent encore influencer votre développement.
Cela peut avoir des implications pour les enfants de femmes présentant des variantes de leur gène SMCHD1. Les variations de SMCHD1 provoquent des maladies humaines telles qu'une forme de dystrophie musculaire.
À l'avenir, SMCHD1 pourrait être la cible de nouveaux médicaments pour modifier le fonctionnement de la protéine et aider les patients atteints de maladies causées par des variations de SMCHD1. Il est donc important de comprendre quelles conséquences la perturbation de SMCHD1 dans l'œuf pourrait avoir sur les générations futures.
Et les autres maladies ?
Les scientifiques commencent maintenant à comprendre que les étiquettes épigénétiques ajoutées à nos gènes sont sensibles aux changements de l'environnement. Cela peut signifier que des variations environnementales, telles que notre alimentation ou notre niveau d'activité physique, peuvent affecter la façon dont nos gènes sont exprimés. Cependant, ces changements n'altèrent pas l'ADN lui-même.
L'état épigénétique subit le plus de changements lorsque l'œuf se développe et au tout début du développement embryonnaire, en raison de la « réinitialisation d'usine » entre les générations. Cela signifie que l'embryon est plus vulnérable aux changements épigénétiques, y compris environnementaux, au cours de cette fenêtre de développement.
Au fur et à mesure que nous découvrons de plus en plus de cas où des informations épigénétiques sont héritées de la mère, il peut y avoir des cas où le régime alimentaire ou d'autres changements environnementaux subis par la mère pourraient avoir un impact sur la génération suivante.
Étant donné que les scientifiques peuvent désormais étudier ce qui se passe dans un seul œuf, nous sommes bien placés pour déterminer comment cela pourrait se produire et déterminer exactement de quoi nous pourrions hériter.
A propos de l'auteur
Marnie Blewitt, Chef, Laboratoire de médecine moléculaire, Walter et Eliza Hall Institute ainsi que Nathalie Benetti, Doctorant, Pôle Épigénétique et Développement, Walter et Eliza Hall Institute
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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