Après des années de recherche, le chromosome Y a enfin été découvert. En 2022, le génome humain « complet » a été présenté en grande pompe, mais il manquait encore une pièce symbolique. La cartographie du chromosome Y, qui détermine le sexe masculin, constitue la dernière pièce du puzzle.
Les chercheurs ont utilisé l’ADN d’un homme. En plaçant les éléments constitutifs en séquence, les chercheurs ont découvert 41 gènes supplémentaires, ils écrivent aujourd’hui dans la revue scientifique Nature. Ils ont également révélé de nouveaux gènes jouant un rôle important dans la fertilité et la production de spermatozoïdes.
Le consortium Telomere-to-Telomere (T2T) avait déjà complètement déchiffré le chromosome X en 2020. L’année dernière, l’équipe de 100 scientifiques a dressé la carte de l’ensemble du génome humain (T2T-CHM13), en précisant que seul le chromosome Y manquait encore. Nous avons désormais réussi à ajouter 30 millions d’éléments constitutifs à ce que l’on savait auparavant du chromosome Y. Cela a permis de déchiffrer le code complet de 62 millions de morceaux du chromosome Y. Le résultat est appelé T2T-Y et forme avec T2T-CHM13 le génome complet de la moitié de la population mondiale.
Ceux qui sont nés en tant que garçons ont le chromosome Y, mais il peut également être trouvé chez les personnes intersexuées, les personnes nées avec des caractéristiques sexuelles à la fois masculines et féminines. Le chromosome Y humain a une structure complexe, avec beaucoup plus de répétitions que les 23 autres chromosomes, et était donc difficile à démêler.
Les chercheurs le comparent à un livre déchiré en bandes. Lorsque toutes les phrases sont uniques, il est plus facile de déterminer l’ordre que lorsque certaines phrases sont répétées des milliers de fois – ou, dans le cas du chromosome Y, jusqu’à 30 millions de fois. Plus de la moitié du chromosome Y n’était donc pas encore visible.
Intrigué ensemble
L’ADN est constitué de longues chaînes de quatre bases chimiques. Le génome humain complet compte plus de trois milliards de bases. Avec les anciennes techniques, un morceau d’ADN à séquencer ne pouvait pas dépasser mille bases. Les brins plus longs ont été coupés en morceaux séparés et reconstitués. Mais avec de nombreuses pièces volumineuses et de nombreuses répétitions de pièces individuelles, une reconstruction précise était impossible.
Techniques modernes – longue lecture et séquençage ultralong – peut lire des morceaux beaucoup plus longs, les combiner avec des morceaux courts et les mettre en ordre. Cela explique pourquoi les chercheurs en génome multiplient les percées, comme en mai dernier avec le « pan-génome », l’ADN humain complet basé sur les codes génétiques complets de 47 personnes du monde entier. Dans cette optique, 43 autres chromosomes Y humains ont désormais été examinés, en plus de la carte complète du chromosome Y.
Les chercheurs sur le chromosome Y ont utilisé une technique avancée – séquençage haute fidélité et nanopores appelé. En séquençant les mêmes pièces des dizaines, voire des centaines de fois (en les plaçant dans l’ordre), les chercheurs ont pu vérifier la fiabilité de leurs découvertes. Ils pourraient également s’appuyer sur les connaissances acquises grâce au séquençage d’autres chromosomes.
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La plus grande surprise a été l’organisation des rediffusions.
Adam Philippe chercheur
Les chercheurs présentent maintenant les 62 460 029 paires de bases du chromosome Y, corrigeant également les erreurs commises lors des tentatives précédentes pour assembler les pièces individuelles. Cette nouvelle composition pourrait être un successeur plus fiable du génome de référence existant, avec lequel les chercheurs comparent leurs propres analyses.
“La plus grande surprise a été l’organisation des rediffusions”, explique Adam Phillippy, chercheur principal du magazine. Temps élu l’un des les personnes les plus influentes de 2022 pour cartographier le génome humain. « Près de la moitié du chromosome est constituée de blocs alternés de deux séquences répétitives spécifiques. Cela crée un magnifique motif semblable à une courtepointe.
Risque de cancer
T2T-Y en montre également davantage sur les domaines médicalement pertinents. Cela a permis aux chercheurs de visualiser une série de palindromes (de longues séquences identiques dans les deux sens) qui influencent la fertilité. Le chromosome Y n’est pas seulement important pour le développement des caractéristiques sexuelles ; cela contribue également, par exemple, au risque de cancer. “Lorsque vous découvrez de nouvelles variations, vous espérez toujours qu’elles aident à mieux comprendre la santé humaine”, a déclaré Phillippy dans un communiqué de presse de l’Institut national de recherche sur le génome humain des États-Unis. “Les variations de l’ADN médicalement pertinentes peuvent aider à établir de meilleurs diagnostics à l’avenir.”
Manfred Kayser, professeur de biologie moléculaire médico-légale à Erasmus MC à Rotterdam et non impliqué dans la recherche, est un peu plus réservé. “On ne sait pas encore si les gènes identifiés sont cliniquement pertinents, par exemple en ce qui concerne les causes génétiques de l’infertilité masculine.”
Pour lui, la force de cette étude est principalement qu’il existe désormais une image complète, de sorte que tous ceux qui font des recherches sur le chromosome Y ont une référence pour leurs propres résultats. “Les gains les plus importants se situent dans les régions à répétitions. Cela permet d’étudier ce que cela signifie et pourquoi il y a eu une telle accumulation de répétitions au cours de l’évolution.”