Enfin, nous avons réussi à cartographier la constitution génétique d’une personne jusqu’à la dernière lettre. Une étape monumentale qui réserve déjà des surprises : des dizaines de gènes que personne ne connaissait encore sont cachés dans le no man’s land de notre ADN.
Imaginez : toutes les lettres écrites dans ce journal, et cela depuis 1993. C’est à peu près la taille énorme du « génome » humain, la structure complète d’un être humain écrite en langage chimique que nous transportons dans nos cellules. Et maintenant, 21 ans après que les scientifiques en aient présenté pour la première fois une ébauche, le génome d’un être humain a enfin été lu dans les recoins les plus infimes et les plus difficiles.
Les tentatives de lecture de l’ADN humain complet se sont toujours embourbées dans les « déserts » du génome : des endroits où l’ADN se désintègre en répétitions sans fin, de sorte que les techniques de lecture existantes se perdent désespérément. Environ 8 % du plan de construction de l’homme est ainsi resté illisible.
Mais en combinant toute une série de nouvelles techniques, il est désormais possible pour la première fois d’explorer ces pièces inexplorées, écrit un consortium de recherche américano-européen de 100 personnes, dans une édition spéciale de la revue professionnelle la science† C’est « impressionnant » et « incroyablement important », déclare Bas van Steensel, chercheur à l’Institut néerlandais du cancer et professeur de biologie des chromosomes à Rotterdam. « Comparez-le avec le temps des grands voyages de découverte. Si vous voulez explorer le monde, vous avez également besoin d’une bonne carte. Les derniers espaces blancs de cette carte du monde ont maintenant été remplis.
Défaut génétique
Bizarrement, la personne dont le consortium a tracé jusqu’à la dernière lettre les caractéristiques héréditaires n’est jamais née. Il s’agit de l’ADN d’une fille atteinte d’un défaut génétique très rare qui a provoqué une fausse couche précoce de sa mère – mais qui a rendu son ADN idéal pour le lire.
Inconvénient: parce que les filles n’ont pas de chromosome Y, le paquet d’ADN qui définit les caractéristiques masculines, le chapitre «homme» est désormais complètement absent du plan complet du corps humain. Les généticiens pensent que le patchwork peut être résolu en revenant à des cartes d’ADN humain antérieures et incomplètes pendant si longtemps pour le chromosome Y.
Les scientifiques devraient utiliser le nouvel échantillon pour mieux comprendre pourquoi certaines maladies affectent une famille ou un groupe de population mais pas un autre. La carte peut également donner un aperçu de nouveaux médicaments mieux adaptés aux patients. Connaissez le génome et vous pouvez également rechercher en détail quel rouage génétique est cassé et avec quelle molécule vous pourriez le réparer.
Vraiment, tout est grandiose et accablant dans la nouvelle feuille de route génétique. Il s’avère que nous avons 63 494 gènes – des morceaux d’ADN qui « font » quelque chose – dont 19 969 contiennent les instructions de construction des protéines, les parties actives d’une cellule. Pas moins de 79 d’entre eux sont nouveaux pour la science. « Merveilleux », dit Van Steensel. « Vous coupez un morceau de jungle impénétrable, et soudain vous trouvez des espaces ouverts où les gènes sont encore cachés. »
Nouvelles perspectives
Van Steensel s’attend à ce que la carte d’enquête humaine complète génère « toutes sortes de nouvelles idées ». Après tout, de nombreux morceaux d’ADN illisibles se trouvent dans des endroits que les biologistes savent importants, comme dans les zones où de nouveaux gènes se développent, et dans les soi-disant «centromères», des morceaux d’ADN qui jouent un rôle clé dans la division cellulaire. .
« Là, c’est plein de répétitions, complètement impénétrable », précise Van Steensel. « Alors que c’est l’endroit où les câbles sont connectés pour séparer les chromosomes lors de la division cellulaire. Un processus extrêmement important, qui tourne aussi souvent mal, par exemple avec le cancer.»
Un autre qui rebondit est le professeur de psychologie biologique Dorret Boomsma (VU Amsterdam). En septembre, son groupe, dirigé par Jenny van Dongen, a fait une découverte remarquable: Les jumeaux unicellulaires ont des « autocollants » chimiques sur leur ADN précisément près des mystérieux centromères, signe que l’ADN y est réglé différemment.
« Une signature incroyablement claire », déclare Boomsma, qui pourrait peut-être éclairer la question de la formation de jumeaux identiques. « Et ce sont précisément ces régions qui sont maintenant remplies. Cette carte du génome enfin complète peut avoir une signification immédiate pour notre travail.
La prochaine étape, pense Van Steensel, consiste à appliquer les nouvelles techniques à davantage de personnes. « Dix, vingt de plus de ces types de génomes, et vous avez une idée de l’endroit où se trouvent les différences. » Cela peut à son tour donner un aperçu de ce qui est normal et de ce qui est «déviant», et en quoi les gens diffèrent les uns des autres de toute façon.
Puces plus grosses
Jusqu’à présent, le génome humain était généralement lu en le découpant en morceaux de centaines de lettres de long, en lisant les morceaux individuellement, puis en les mélangeant en cherchant où ils se chevauchent. Comme si tous les épisodes de Le matin découpé depuis 1993, puis reconstitué.
En réalité, cependant, le «journal» de la vie contient également des éditions avec la même phrase, répétée à l’infini, avec seulement quelques changements subtils occasionnels. Avec la méthode du puzzle, il n’est plus possible de mettre cela en ordre : les lambeaux se ressemblent trop.
Avec les nouvelles techniques, cependant, on peut également lire des chaînes d’ADN plus longues – des fragments plus grands – de plus de cent mille lettres de long. Assez pour maîtriser les étirements répétés.
En réalité, l’ADN n’est pas constitué de lettres, mais de groupes chimiques appelés « nucléobases », qui sont chimiquement collés ensemble en brins tournants interminables : la double hélice emblématique de l’ADN. Chaque être humain a au cœur de toutes ses cellules une copie de ce plan de construction complet, replié autour de bobines chimiques.