Comprendre les changements chromosomiques et leur impact

Les chromosomes, c’est la structure qui contient l'info génétique dans nos cellules. Parfois, ces chromosomes peuvent changer de manière significative, ce qu’on appelle les réarrangements chromosomiques globaux (GCR). Ces changements peuvent inclure la perte de morceaux, la duplication de segments, le retournement de parties ou le déplacement de sections vers d'autres chromosomes. Les GCR peuvent survenir naturellement pendant la division cellulaire ou à cause de facteurs environnementaux comme les radiations ou certains produits chimiques. Ces changements peuvent mener à des maladies génétiques et sont souvent observés dans les cellules cancéreuses, jouant un rôle dans le démarrage et la croissance du cancer.

#Étudier les GCR

Les scientifiques ont examiné comment arrêter les GCR, en utilisant un type de levure appelé Saccharomyces cerevisiae. Ils utilisent des tests spéciaux pour voir comment différents gènes influencent les GCR. Un de ces tests a deux marqueurs, URA3 et CAN1, placés sur une partie spécifique du chromosome V. Si des GCR se produisent et que les deux marqueurs sont perdus, la levure peut survivre dans des conditions où d'autres levures mourraient. Ce test aide à identifier plusieurs voies qui peuvent stopper les GCR. Ces voies sont importantes pour les processus d’ADN comme la copie et la réparation de l’ADN, maintenant les chromosomes ensemble et gérant le stress dans la cellule.

#Comment les GCR sont encouragés

Certaines voies sont connues pour favoriser les GCR. Par exemple, quand un chromosome se casse, il peut parfois se réparer en ajoutant un nouveau morceau appelé télomère, ce qui raccourcit le chromosome. Il y a aussi deux principales manières dont les cellules réparent l’ADN cassé, appelées jonction sans homologie (NHEJ) et recombinaison homologue (HR). Bien que ces méthodes puissent réparer l’ADN, elles peuvent aussi conduire aux GCR si ça ne fonctionne pas correctement. Étrangement, supprimer des gènes essentiels pour ces processus de réparation peut parfois mener à encore plus de GCR au lieu de moins, car ils peuvent à la fois prévenir et causer des GCR.

De plus, certains processus dans la cellule peuvent aider à provoquer des GCR. Par exemple, quand l’ADN est lu pour fabriquer des protéines, ça peut créer du stress qui mène à des erreurs dans la copie de l’ADN. Une enzyme spécifique, Rad1-Rad10, a été liée à la promotion des GCR, même si on ne sait pas encore comment ça fonctionne. D'autres parties de la cellule qui aident à séparer les chromosomes durant la division cellulaire semblent aussi être impliquées dans la formation des GCR déclenchée par des changements génétiques.

#Étudier les séquences télomériques interstitielles (ITS)

Pour voir comment certaines séquences de l’ADN, connues sous le nom de séquences télomériques interstitielles (ITS), affectent les GCR, les chercheurs ont modifié leurs tests en ajoutant une petite ITS. Ce changement a considérablement augmenté le taux de GCR. Ensuite, ils ont réalisé une grande recherche pour trouver des gènes qui encouragent les GCR liés à ces ITS. Ils ont confirmé que plusieurs gènes liés au Cycle cellulaire et à la séparation des chromosomes étaient impliqués.

#Rôle du checkpoint d'assemblage du fuseau (SAC)

Le checkpoint d'assemblage du fuseau (SAC) joue un rôle crucial en s'assurant que les chromosomes sont séparés correctement pendant la division cellulaire. Il fonctionne en retardant le processus jusqu'à ce que toutes les parties de la cellule soient prêtes. Plusieurs gènes, dont BUB2 et BFA1, font partie de ce checkpoint et ont été trouvés pour promouvoir les GCR quand la nouvelle ITS a été ajoutée. Cependant, les chercheurs ont remarqué quelque chose d'intéressant : l'effet apparent de ces mutants sur l'arrêt des GCR pourrait être dû à leur lien avec un gène, CIN8, qui est crucial pour le mouvement des chromosomes pendant la division cellulaire.

Quand les chercheurs ont regardé de près, ils ont trouvé que supprimer le SAC ou d'autres gènes associés ne diminuait pas les taux de GCR lorsqu'il y avait une copie supplémentaire de CIN8. Cela suggère que ces gènes de checkpoint ne jouent pas un grand rôle dans la cause des GCR.

#Dépistage à haut débit pour les gènes liés aux GCR

Pour trouver plus de gènes liés aux GCR, les chercheurs ont réalisé un processus de dépistage à haut débit. Ils ont testé de nombreux souches de levure pour voir comment les modifications de certains gènes affectaient le taux de GCR. Ils ont trouvé plusieurs gènes impliqués dans le cycle cellulaire et ceux qui gèrent les tubes qui aident à déplacer les chromosomes.

Dans d'autres tests, ils ont découvert que retirer des gènes clés de checkpoint conduisait à une diminution des GCR causés par l'ITS, confirmant des résultats précédents que ces gènes sont liés aux taux de GCR.

#L'importance de CIN8

CIN8 est particulièrement intéressant parce qu'il est nécessaire pour la bonne séparation des chromosomes. Lorsque les chercheurs ont étudié les taux de GCR chez la levure avec et sans l’ITS, ils ont remarqué que s'il y avait deux copies de CIN8, les changements observés dans certains mutants ne réduisaient pas les taux de GCR. Cela indique que CIN8 joue un rôle significatif dans le processus.

Quand ils ont examiné différentes souches de levure, celles manquant de Bub1 ou de Bub3, parties du SAC, présentaient des taux plus élevés de mauvaise ségrégation des chromosomes. Cela pourrait expliquer pourquoi certaines souches semblaient avoir des taux de GCR augmentés, car le fait de manquer ces protéines peut entraîner la perte de chromosomes.

#Poursuivre l'investigation des mécanismes des GCR

Dans une autre série de tests, les chercheurs ont utilisé des souches de levure pour voir comment les GCR se produisaient avec diverses modifications, y compris une copie supplémentaire de CIN8. Ils ont trouvé que la suppression des gènes associés au SAC ou au complexe Bub2-Bfa1 ne provoquait que des changements mineurs, montrant que ces gènes n'influencent pas fortement les taux de GCR.

Les résultats de ces études soulignent une leçon importante pour les chercheurs : lorsqu'on utilise des tests génétiques, il est crucial de prendre en compte d'autres gènes qui pourraient être affectés. Si un test entraîne la perte de gènes qui ne sont pas directement liés à l'étude, cela pourrait induire en erreur les conclusions. Une diminution apparente des taux de GCR pourrait simplement indiquer qu'une interaction génétique masque une augmentation réelle.

#Conclusion

Les explorations autour des GCR et leurs relations avec le cycle cellulaire et divers gènes révèlent un paysage complexe. Bien que certains gènes aident à gérer les taux de GCR, l'interaction entre les gènes peut compliquer les résultats. Les perspectives des études sur la levure ouvrent la voie à une meilleure compréhension des changements génétiques, ce qui pourrait avoir des implications pour des maladies comme le cancer. La recherche continue sur ces mécanismes est essentielle pour démêler les nombreux facteurs qui contribuent à la stabilité chromosomique et à l'intégrité génétique.