Une étude révèle des éléments génétiques cruciaux et leur potentiel pour lutter contre le cancer

Les progrès technologiques ont permis aux scientifiques d’explorer de manière approfondie les éléments de contrôle génétique, révélant ainsi la complexité des mécanismes d’activation des gènes dans notre code génétique. De nouvelles preuves remettent en question la vision simpliste selon laquelle les éléments cis-régulateurs (CRE) ne sont que de simples interrupteurs marche/arrêt pour les gènes, soulignant leur capacité à présenter des comportements complexes, tels que l'amélioration simultanée de l'activité des gènes et l'initiation de la transcription des gènes (par exemple, un activateur et un activateur simultanés). activités de promoteur).

Ces commutateurs ne sont pas seulement importants pour l’amélioration de gènes spécifiques, mais sont également cruciaux pour les fonctions de base qui maintiennent nos cellules en bonne santé. Aujourd’hui, une étude menée au Japon a révélé l’existence d’environ 11 000 commutateurs génétiques vitaux actifs dans chaque type de cellule – les éléments cis-régulateurs d’entretien (HK-CRE) – qui jouent un rôle dans le maintien de la stabilité et du fonctionnement de nos cellules, bien au-delà la régulation des gènes de ménage.

La recherche est publiée dans Recherche sur les acides nucléiques. Cette étude a été réalisée par des scientifiques du Laboratoire d'analyse fonctionnelle in silico (Nakai-lab) de l'Institut des sciences médicales de l'Université de Tokyo, Japon : le professeur Kenta Nakai, chef du laboratoire, et le Dr Martin Loza, professeur adjoint. , en collaboration avec le Dr Alexis Vandenbon, professeur agrégé de l'Institut des sciences de la vie et des sciences médicales, Université de Kyoto, Japon.

Discutant de sa motivation derrière cette étude, le Dr Loza déclare : « Compte tenu de l'association significative entre le cancer et les mutations des composants épigénétiques, chaque petite information que nous obtiendrons pourrait être essentielle dans la bataille en cours contre cette maladie, qui a tragiquement coûté d'innombrables vies. analyses bioinformatiques, nous avons visé à souligner le choc profond de HK-CRE sur les processus cellulaires fondamentaux, y compris leur potentiel en tant que suppresseurs de tumeurs essentiels.

L’équipe de recherche a découvert que les HK-CRE ne se limitaient pas uniquement à réguler les gènes de ménage bien étudiés (HKG), qui ne constituaient que moins de 20 % des gènes associés à ces éléments. Au lieu de cela, ces éléments résidaient principalement dans les régions promotrices principales de beaucoup plus de gènes (environ 8 000), ce qui indique un rôle régulateur plus large au-delà des fonctions typiques des gènes de gestion.

En utilisant des analyses bioinformatiques et en exploitant divers ensembles de données publiques, l’équipe a validé la robustesse des HK-CRE sur 50 types de cellules saines sélectionnées au hasard, confirmant ainsi l’emplacement des HK-CRE dans le génome. Ces éléments étaient hautement conservés, résidant dans des régions riches en CpG non méthylées, un trait fortement associé à leur fonction de régulation domestique.

Partageant ses préoccupations concernant l'analyse, le Dr Loza déclare : « En tirant parti des analyses bioinformatiques des données multiomiques, nous proposons une approche permettant d'exploiter des ensembles de données accessibles au public pour explorer divers mécanismes biologiques. le temps et les investissements financiers nécessaires pour des études approfondies impliquant de nouvelles données.

L’équipe a remarqué les interactions coopératives complexes entre les promoteurs principaux de l’entretien ménager (HK-CP), formant des réseaux de régulation complexes par le biais d’interactions promoteur-promoteur. Ces observations suggèrent l'influence significative de telles interactions non seulement sur les HKG mais également sur les gènes spécifiques à différents types de cellules.

En portant leur attention sur les cellules cancéreuses, les chercheurs ont découvert un sous-ensemble de HK-CRE présentant une activité réduite dans divers sous-types de cancer en raison d'une méthylation aberrante, en particulier ceux liés aux gènes à doigts de zinc regroupés dans les régions sous-télomériques du chromosome 19. En identifiant des gènes tels que ZNF135, ZNF154, ZNF667 et ZNF667-AS1, sous l’influence de ces promoteurs fondamentaux, la recherche suggère leur potentiel en tant que gènes suppresseurs de tumeurs domestiques.

“Les gènes détectés dans notre étude ont montré une activité réduite dans plusieurs lignées de cellules cancéreuses, et l'analyse de la survie dans divers projets sur le cancer a révélé une augmentation significative de la probabilité de survie dans divers types de cancer comme l'adénocarcinome du pancréas et le mélanome de l'uvée”, déclare le Dr Loza.

Essentiellement, les résultats de cette recherche ont découvert une classe jusqu’alors inconnue de HK-CRE essentiels à la stabilité cellulaire, étendant leur influence au-delà de la régulation des gènes domestiques.

“Notre découverte sur les gènes suppresseurs de tumeurs domestiques dévoile une nouvelle voie dans le traitement du cancer, en exploitant les éléments intrinsèques de l'ADN de chaque cellule. Les futures approches du traitement du cancer, axées sur ces gènes suppresseurs de tumeurs domestiques, offrent une solution unique qui pourrait potentiellement cibler un un large éventail de cancers, évitant ainsi les défis associés à la médecine personnalisée », explique le Dr Loza.

“Nos découvertes sur les éléments cis-régulateurs de gestion comblent une grande lacune dans les connaissances actuelles concernant les processus de régulation génique. Nous prévoyons que nos découvertes amélioreront la compréhension de ces processus et constitueront une ressource précieuse pour les chercheurs qui s'efforcent de découvrir des éléments inhérents au génome. pour lutter contre diverses maladies.