19 août 2014

Des jumeaux identiques qui ne se ressemblent plus? : L'épigénétique (partie 1)

Imaginons de petits jumeaux identiques se tenant l'un à côté de l'autre. Ils possèdent exactement les mêmes gènes, c'est-à-dire qu'ils ont à leur disposition la même recette pour fabriquer un être humain. Leur ressemblance est donc troublante. Pourtant, à mesure que le temps passe, des différences apparaissent et nos deux jumeaux ne se ressemblent plus autant. Comment est-ce possible si les gènes sont eux toujours les mêmes? L'explication réside dans une discipline en pleine expansion : l'épigénétique.

L'épigénétique est l'étude des modifications chimiques se retrouvant sur certains gènes d'un être vivant. Les scientifiques ont commencé à s'intéresser à ces transformations en raison de l'étrange comportement des organismes multicellulaires. 

Certains êtres vivants, comme l'humain par exemple, ont en effet la particularité d'être composés de plusieurs cellules qui fonctionnent ensemble. Elles possèdent toutes exactement le même bagage génétique et constituent en quelque sorte une multitude de jumeaux. Pourtant, une cellule cardiaque est complètement différente d'une cellule nerveuse ou mammaire. Comment celles-ci peuvent-elles avoir des gènes identiques, mais une apparence et une fonction distincte?

En fait, cette différenciation, comme l'appellent les chercheurs, débute très peu de temps après la fécondation et est le résultat des nombreux messages que l'embryon reçoit de son environnement. Par exemple, lorsque deux cellules sont côte à côte, elles s'envoient mutuellement des signaux caractéristiques. De plus, certaines cellules embryonnaires libèrent des molécules-messagères qui influenceront même les cellules les plus éloignées. Enfin, l'environnement de l'embryon fournit son lot de signaux sous forme d'hormone ou de substances chimiques diverses.

Tous ces signaux ont un impact particulier : ils modifient l'expression des gènes. En effet, lorsqu'un nouveau signal fait son chemin jusqu'au noyau d'une cellule, des enzymes s'empressent d'aller accrocher une petite molécule appelée méthyle sur certains de ses gènes. Ces molécules changent ainsi la structure des gènes, ce qui les rend moins accessibles. Ils ne pourront donc pas être utilisés par la cellule. C'est grâce à ce mécanisme complexe que les gènes associés à la fonction cardiaque, par exemple, ne sont employés que par les cellules du cœur.

Cependant, l'épigénétique ne permet pas seulement d'expliquer la différenciation cellulaire. Elle résout aussi le mystère des jumeaux qui changent avec le temps.

Tout d'abord, il faut se rappeler que l'environnement dans lequel nous évoluons est une source infinie de signaux qui modifient l'expression de nos gènes. On n'a qu'à penser aux nutriments de notre alimentation ou aux toxines environnementales que nous pouvons rencontrer.

Au début de leur vie, les jumeaux partagent généralement le même environnement. Leurs cellules reçoivent donc des signaux très similaires et utilisent les mêmes gènes. Cependant, en grandissant, les jumeaux s'éloignent et leur environnement est de plus en plus différent. L'expression de leurs gènes change alors, ce qui explique qu'ils ne se ressemblent plus autant qu'avant.

Le phénomène ne s'arrête toutefois pas là. Dans les dernières années, des chercheurs ont fait des découvertes étonnantes. Selon eux, les premières expériences sociales pourraient bien avoir une influence directe sur l'expression de nos gènes, et ce, de façon permanente. 

Comment? La réponse dans un prochain billet!

Références :
Fridovich-Keil, Judith L. (n. d.) Epigenetics. Encyclopaedia Britannica. Consulté le 19 août 2014.

Gabory A1, Attig L, Junien C. (2011) Developmental programming and epigenetics. Am J Clin Nutr. 94(6 Suppl):1943S-1952S. doi: 10.3945/ajcn.110.000927. Epub 2011 Nov 2.

Human Early Learning Partnership. (n. d) Social epigenetics. Consulté le 19 août 2014.

Szyf M. (2011) The early life social environment and DNA methylation: DNA methylation mediating the long-term impact of social environments early in life. Epigenetics. 2011 Aug;6(8):971-8. doi: 10.4161/epi.6.8.16793. Epub 2011 Aug 1

Tammen SA1, Friso S, Choi SW. (2013)  Epigenetics: the link between nature and nurture. Mol Aspects Med. 2013 Jul-Aug;34(4):753-64. doi: 10.1016/j.mam.2012.07.018. Epub 2012 Aug 10.
University of Utah - Health Sciences. (n. d.) Epigenetics. Consulté le 19 août 2014.

2 commentaires:

  1. Merci pour ce texte qui nous rappelle les propos tenus, lors du récent Colloque sur la santé des femmes et l'environnement à Montréal, par l'écotoxicologue André Cicolella (voir livre Toxique Planète), qui soulignait l'accumulation d'études pointant l’importance des facteurs environnementaux dans la prévalence grandissante (qualifiée d'épidémie) des maladies chroniques et des anomalies du développement, notamment en santé reproductive. Ces substances toxiques, les perturbateurs endocriniens que l'on retrouve partout dans l'environnement (l'alimentation, l'eau, l'air...), selon un nouveau paradigme de toxicité, seraient responsables de modifications "épigénétiques", voire transgénérationnels, déterminant des pathologies liées à notre mode de vie.

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  2. Les modifications épigénétiques constituent en effet un mécanisme biochimique pouvant expliquer certains effets négatifs associés à l'environnement. Il ne faut cependant pas oublier que ces modifications font également partie du fonctionnement normal des cellules.

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