GÉNOMIQUE Les fusions cellulaires

La carte génétique humaine

En 1960, on ignorait à peu près tout de la localisation des gènes sur les chromosomes humains. Vingt ans plus tard, grâce à l'hybridation cellulaire, on a réussi à situer des gènes (de 5 à 30) sur chacun des 46 chromosomes humains. Sur 3 000 marqueurs génétiques humains, environ 300 – un sur dix – étaient, en 1984, affectés à des chromosomes qu'ils caractérisent de ce fait.

Ces progrès spectaculaires dérivent de la découverte de Georges Barski et de son équipe. En effet, lors de la fusion entre des cellules humaines et des cellules de souris (ou avec des cellules de hamster), on observe une perte préférentielle des chromosomes humains (ségrégation). Celle-là se fait au hasard pour n'importe quel chromosome humain. Sur un grand nombre de clones hybrides est étudiée une série de marqueurs génétiques (isoenzymes ou antigènes), ayant été identifiés ; il est devenu possible, en conséquence, de les suivre sur un grand nombre de clones hybrides. On pourra ou non les détecter selon que les chromosomes qui portent ces gènes sont présents ou absents dans ces différents clones hybrides. De plus, si deux marqueurs génétiques sont portés par le même chromosome humain (ils sont dits alors synthéniques), ils auront tendance à ségréger ensemble ; ainsi, peut-on définir des groupes de synthénie. Enfin, en étudiant la corrélation entre un marqueur génétique et un chromosome humain, on peut aussi assigner des gènes sur des chromosomes. Cette méthode peut démontrer que deux marqueurs génétiques sont synthéniques même si ces marqueurs sont suffisamment éloignés l'un de l'autre pour qu'une liaison génétique ne puisse être retrouvée par la méthode généalogique classique.

Plusieurs méthodes ont permis d'affiner la localisation chromosomique humaine. La première est l'utilisation de cellules humaines portant des translocations chromosomiques très précises. Des anomalies de synthénies sont alors observées : par exemple, si le grand bras du chromosome X est transloqué sur le chromosome 14, tous les marqueurs génétiques portés par ce grand bras vont ségréger indépendamment de ceux portés par le petit bras du chromosome X, mais vont être synthéniques avec les marqueurs génétiques du chromosome 14. On peut donc distinguer les marqueurs génétiques du chromosome X portés par le petit bras ou le grand bras de ce chromosome. Cette approche a été largement utilisée pour l'établissement de la carte fine d'un grand nombre de chromosomes comme l'X, le 6 ou le 1.

En second lieu, la technique des microcellules, décrite par Ringertz en 1974, permet le transfert minimal de matériel génétique humain à une cellule de souris. Ici, des chromosomes isolés et enveloppés par la membrane nucléaire sont obtenus à l'aide d'une drogue, la cytochalasine. Ces microcellules, ne contenant en règle générale qu'un seul chromosome humain, sont fusionnées avec des cellules de souris. On a alors obtenu des hybrides ne portant qu'un seul chromosome humain, par exemple le chromosome X, le 6, le 16 ou le 17. Grâce à cette méthode, il existe donc un large « panel » de cellules hybrides porteuses d'un seul exemplaire des 46 chromosomes humains : cela simplifie largement l'analyse des localisations chromosomiques. De plus, ces hybrides homme-souris ne contenant qu'un seul chromosome humain sont très précieux pour fabriquer des « sondes moléculaires » spécifiques d'un chromosome comme le chromosome X, le 21 ou l'Y.