Le plan génétique du cerveau humain est plus complexe que nous

Les chercheurs ont séquencé le « transcriptome » complet d’une partie du cerveau humain, révélant toutes les façons dont ses cellules utilisent les gènes pour fabriquer des protéines

Par Claire Wilson

Le code génétique de la cerveau humain est beaucoup plus complexe que nous ne le pensions, certains gènes codant potentiellement des dizaines voire des centaines de protéines différentes.

La découverte provient du premier séquençage du « transcriptome » complet – une lecture de toutes les différentes manières dont les gènes peuvent être utilisés pour fabriquer des protéines – d’une partie du cerveau humain. « À partir du même ensemble d’informations génétiques, vous pouvez dériver beaucoup plus de paramètres », explique Jonathan Moulin à l’Université d’Exeter, Royaume-Uni.

Lorsque les cellules fabriquent des protéines, le gène pertinent est d’abord utilisé comme modèle pour construire une copie sous la forme de ARNm, un processus connu sous le nom de transcription. La séquence d’ARNm est ensuite utilisée pour créer la protéine.

Cependant, tous les gènes ne sont pas utilisés, car les gènes sont constitués de plusieurs segments de protéines codant ADN appelés exons, entrecoupés de segments appelés introns qui sont On pense normalement qu’il est extrait de l’ARNm, permettant aux exons d’être « épissés » ensemble.

On sait depuis longtemps que certains gènes peuvent produire des séquences d’ARNm légèrement différentes, car tous les exons ne sont pas utilisés. Plus récemment, il a été découvert que certains introns peuvent ne pas être supprimés.

L’importance de ces procédés d’épissage alternatifs n’est pas claire. Aujourd’hui, le groupe de Mill a utilisé de nouvelles techniques de séquençage pour caractériser et quantifier tous les différents ARNm dans les cellules du cortex cérébral, une partie externe du cerveau qui est importante dans les processus de pensée complexes. L’équipe a étudié des échantillons de tissus de personnes qui avaient accepté de faire don de leur cerveau pour la recherche après la mort.

Sur les près de 13 000 gènes actifs dans le cortex cérébral, les chercheurs ont trouvé près de 33 000 molécules d’ARNm différentes. Environ un cinquième des gènes ont produit des ARNm contenant des introns, et plus de 200 gènes ont produit entre 10 et 100 ARNm différents. Cela montre que l’épissage alternatif dans le cerveau est plus important que nous ne le pensions, dit Mill. « Le cerveau est cet organe très complexe, donc cela aurait du sens. »

On ne sait pas si tous les ARNm découverts finissent par être transformés en protéines, mais même s’ils ne le sont pas, ils peuvent affecter l’activité des gènes, explique Mill. Les chercheurs ont également découvert que les cellules cérébrales des personnes atteintes de La maladie d’Alzheimer et schizophrénie faire différents ARNm, suggérant que l’épissage alternatif peut jouer un rôle dans ces conditions.

L’équipe a mis les versions humaine et murine du transcriptome du cortex cérébral sur un base de données publique à l’usage des autres chercheurs.

Référence de la revue : Rapports de cellule, DOI : 10.1016/j.celrep.2021.110022