Introduction à l’épigénétique

L’épigénétique (du grec ancien ἐπί, épí, « au-dessus de », et de génétique) est la discipline de la biologie qui étudie les mécanismes moléculaires qui modulent l’expression du patrimoine génétique en fonction du contexte.

« Alors que la génétique correspond à l’étude des gènes, l’épigénétique s’intéresse à une « couche » d’informations complémentaires qui définit comment ces gènes vont être utilisés par une cellule ou… ne pas l’être. »

« C’est un concept qui dément en partie la « fatalité » des gènes. »

Dans l’histoire de ce sujet d’étude, l’épigénétique est d’abord mise en évidence par la différenciation cellulaire puisque toutes les cellules d’un organisme multicellulaire ont le même patrimoine génétique, mais l’expriment de façon très différente selon le tissu auquel elles appartiennent. Puis ce sont les possibilités d’évolution d’un même œuf en mâle ou femelle chez les tortues, en reine ou ouvrière chez les abeilles, qui prouvent que des mécanismes peuvent lier des facteurs environnementaux et l’expression du patrimoine génétique.

En matière d’évolution, l’épigénétique permet d’expliquer comment des traits peuvent être acquis, éventuellement transmis d’une génération à l’autre ou encore perdus après avoir été hérités. La mise en lumière récente de ces moyens épigénétiques d’adaptation d’une espèce à son environnement est selon Joël de Rosnay en 2011 « la grande révolution de la biologie de ces 5 dernières années » car elle montre que dans certains cas, notre comportement agit sur l’expression de nos gènes. Elle explique aussi le polyphénisme, par exemple les changements de couleur en fonction des saisons (tels le renard polaire qui devient blanc en hiver).

En médecine, l’épigénétique a donc des applications possibles dans plusieurs champs, de la biologie du développement à l’agronomie et la nutrition en passant par la médecine, y compris la recherche sur le cancer avec des perspectives thérapeutiques nouvelles, notamment avec la création d’« épi-médicaments ».

Joël de Rosnay: Epigénétique

L’épigénétique est la plus grande découverte en biologie de ces cinq dernières années. Les gènes et les caractères génétiques qui constituent l’ADN sont comme des notes de musique sur une portée. Et l’épigénétique est la symphonie qui en découlera grâce au talent du chef d’orchestre et de ses musiciens.

En d’autres termes, l’épigénétique est la modulation de l’expression de nos gènes en fonction de notre comportement relatif à 5 éléments connectés constamment dans nos vies de tous les jours:
1. Notre alimentation, ce que nous mangeons, notre façon de nous nourrir nous et les centaines de milliers de milliards de microbes qui constituent en majeure partie chacun de nous
2. Une activité physique appropriée
3. Notre façon personnelle de gérer le stress (nos pensées influent également sur l’expression de nos gènes)
4. Le plaisir dans ce que nous faisons
5. Un réseau social, amical et familial qui nous rendent heureux

Ces cinq éléments sont coordonnés dans un cadre global et si on joue d’eux sur de bons accords et en synergie, on peut se maintenir en bonne santé, retrouver une santé optimale, ainsi que vieillir moins vite.

L’inné et l’acquis sous l’angle de l’épigénétique | Pierre-Henri Gouyon | TEDxLaRochelle

Pierre-Henri Gouyon, agronome de formation, est professeur au Muséum National d’Histoire Naturelle, à l’École Normale Supérieure, à l’AgroParisTech et à Sciences Po. Généticien spécialisé dans l’étude de l’évolution et de la biodiversité, Il s’intéresse aux questions posées par les rapports complexes entre la science et la société. De ce point de vue, la façon dont sont perçues et dont évoluent les notions d’inné et d’acquis, autant dans le champ scientifique que politique ou social, constitue un sujet fascinant.

Épigénétique, du jeu dans les gènes

Déborah Bourc’his, directrice de recherche Inserm à l’institut Curie, explique comment les jumeaux se différencient. Alors qu’ils partagent strictement le même génome, les jumeaux ne sont jamais parfaitement identiques. Leur mode de vie semble influencer l’expression de leurs gènes. L’épigénétique peut-elle expliquer comment les jumeaux, au fil du temps, se différencient ?

Au-delà des gènes, régulation épigénétique du cerveau à travers les générations

L’ensemble du matériel génétique (code génétique) d’un individu est porté par l’ADN du noyau et des mitochondries dans les cellules. Il est hérité des parents par les gamètes (ovocyte et spermatozoïde) et détermine l’inné.

L’ADN forme les gènes, qui codent pour des protéines, et les séquences inter-géniques, qui sont des séquences non-codantes aux fonctions régulatrices. Bien que contribuant à l’identité individuelle, le code génétique n’est pas l’unique déterminant et le code épigénétique est tout aussi important. Il confère l’acquis.

Le code épigénétique (ou non-génétique) est formé par un ensemble de modifications et de marques présentes sur et autour de l’ADN qui contrôlent l’activité des gènes et des séquences non-codantes. Les marques épigénétiques sont multiples et complexes, et sont essentiellement matérialisés par la méthylation de l’ADN, des modifications biochimiques telles que l’acétylation, la phosphorylation, la méthylation, etc sur les protéines histones, et par des ARNs non-codants présents dans le noyau et le cytoplasme des cellules. Elles sont indispensables à l’établissement et au maintien de l’identité cellulaire et permettent à chaque cellule d’acquérir des caractéristiques spécifiques par l’activation de certains gènes et la répression d’autres.

Une partie de ces marques est transmise par les parents en même temps que le code génétique, mais la grande majorité est acquise au cours de la vie. Les marques épigénétiques s’établissent en fonction de l’environnement et des expériences personnelles, et contrairement au génome qui est relativement stable et peu modifié au cours du temps, elles sont dynamiques et constamment modulées de façon transitoire ou permanente. Elles varient fortement d’un individu à un autre.

Dans le système nerveux, ces marques contrôlent les gènes nécessaires à la formation du cerveau pendant le développement, et déterminent l’activité des circuits liés aux fonctions cérébrales chez l’adulte.

Ce cours montrera l’importance des marques épigénétiques dans le cerveau et leur contribution aux fonctions cognitives et comportementales chez l’adulte. L’accent sera mis sur les mécanismes épigénétiques liés aux traumatismes et au stress et sur leur étude chez des modèles de souris/rats.

La relation entre le bagage épigénétique de chaque individu et les différences inter-individuelles de susceptibilité au stress sera examinée. Les approches expérimentales permettant de modifier le profil épigénétique d’un individu par des facteurs environnementaux tels que les soins maternels ou le stress traumatique précoce seront décrites ainsi que la conséquence des altérations épigénétiques induites par ces manipulations sur l’individu directement exposé et sur ses descendants.

Les dernières recherches sur les mécanismes possibles d’héritabilité épigénétique seront présentées.

 

Introduction à l’épigénétique – with ENGLISH subtitles

Sources :

Wikipedia.org

Xavier Raimbault

 

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