Un déclencheur de cancer peut ressembler à un commutateur génétique dans les premiers embryons

Lorsqu’un embryon se forme, ses gènes – donnés par le sperme et l’ovule fécondé – sont mis en sourdine. D’une manière ou d’une autre, au début du développement, les gènes du fœtus doivent être activés. Sans un « interrupteur génique » vital dans l’embryon, aucun de nous ne serait ici, mais étonnamment, on sait peu de choses sur ce à quoi ressemble l’interrupteur ou sur l’identité du « doigt moléculaire » qui entraîne l’interrupteur.

Grâce aux recherches publiées aujourd’hui dans Rapports de celluleCependant, les embryologistes ont maintenant décrit la clé et peuvent révéler l’identité du doigt qui la pousse. L’étude était un effort de collaboration entre des biologistes de l’Université de Bath et de l’Université de Cambridge et leurs collègues en Allemagne et aux États-Unis.

L’équipe a fait sa découverte chez la souris en combinant la dernière méthode d’injection de sperme dans les ovules avec la dernière technologie de séquençage de l’ARN messager (ARNm).

L’ARNm est «l’intermédiaire» génétique qui lit les informations des gènes et les communique aux régions de la cellule où les protéines (les éléments constitutifs de la vie) sont fabriquées. L’ARNm est produit dans les ovules avant la fécondation mais aussi dans les embryons lorsque le génome est activé : les chercheurs ont pu différencier les deux espèces et distinguer l’embryon « sur » l’interrupteur.

Leur approche a déterminé l’activité des gènes à des moments précis après la fécondation dans les nouveaux embryons. Il a été constaté que dans les embryons de souris, l’activité commence dans les quatre heures suivant l’injection de sperme et suit un programme : les gènes ne sont pas activés volontairement, mais dans un ordre prédéterminé.

L’équipe a identifié des séquences d’activation de gènes dans cet ordre précédemment défini dans des embryons unicellulaires pour la première fois dans n’importe quelle espèce – et a montré que les fonctions des gènes activés sont proportionnelles aux caractéristiques du développement embryonnaire précoce.

Les scientifiques avaient précédemment découvert que dans de nombreux cas, les « doigts moléculaires » des gènes étaient activés, et grâce à cela, les auteurs de la nouvelle étude ont pu prédire quels doigts étaient responsables au début du développement embryonnaire : les empreintes digitales de certains étaient allumés. Gènes fœtaux, permettant l’identification des doigts de l’agresseur.

Dans une tournure inhabituelle, ce travail d’enquête a montré que de nombreux suspects présumés sont également liés au cancer.

« De nombreux facteurs responsables du déclenchement de l’activité des gènes dans les embryons sont connus depuis longtemps pour être des oncogènes clés », a-t-il déclaré. Professeur Tony Berry Qui a dirigé la recherche du Département des sciences de la vie à Bath. « Il est très probable que la carcinogenèse récapitule le processus de développement embryonnaire », a-t-il ajouté.

L’équipe a poursuivi son travail d’investigation en montrant que les facteurs suspects (« doigts moléculaires ») sont déjà présents dans les embryons unicellulaires, dont ils héritent des ovules. Lorsqu’ils ont empêché les facteurs de fonctionner en appliquant des inhibiteurs qui bloquent leur activité après la fécondation, les embryons ont cessé de se développer presque immédiatement.

Les chercheurs sont allés jusqu’à obtenir un seul doigt moléculaire – un facteur associé au cancer appelé c-Myc. Si c-Myc était en effet responsable de l’activation des gènes au début du développement, le groupe a estimé que son inhibition devrait empêcher le changement. C’est exactement ce qu’ils ont trouvé : sans activité c-Myc, de nombreux gènes n’étaient pas activés, ce qui indique que c-Myc est en effet un doigt moléculaire qui active les gènes fœtaux.

Le groupe suggère que c-Myc et d’autres facteurs sont dormants dans les œufs jusqu’à ce qu’ils soient activés par la fécondation. Ce travail sur les souris recoupe les découvertes récemment publiées par les chercheurs montrant que l’activité des gènes dans les embryons humains commence également au stade unicellulaire.

« Beaucoup de gènes qui sont activés dès le départ chez la souris et les embryons humains unicellulaires en sont des paralogues », a-t-il déclaré. Dr Maki Asami, également de Bath et auteur principal de l’ouvrage. « On s’attend à ce que les mêmes facteurs de transcription oncogènes soient impliqués dans les deux types. »

Les résultats de cette étude semblent donc non seulement éclairer les mécanismes régulant le début du développement des mammifères, mais promettent également de préparer le terrain pour des informations révolutionnaires sur les processus menant au cancer, qui sont dans la plupart des cas insaisissables et encore inconnus. .

« Notre travail pourrait ouvrir un nouveau chapitre clinique pour la détection précoce du cancer », a déclaré le professeur Perry.

Il a ajouté qu’il espère donner suite aux preuves fournies par le travail d’investigation de l’équipe afin que les similitudes entre les embryons et le cancer puissent être exploitées à l’avenir pour combler les lacunes dans notre compréhension des deux.

Référence: Asami M, Lam BYH, Hoffmann M et al. Programme d’expression de gènes en cascade dans des embryons de souris unicellulaires. représentant de cellule. 2023 ; 42 (2). est ce que je: 10.1016/j.celrep.2023.112023

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