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ÉPIGÉNÉTIQUE

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Rôles in vivo des mécanismes épigénétiques

Niveaux de transmission de la mémoire épigénétique

Niveaux de transmission de la mémoire épigénétique

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Niveaux de transmission de la mémoire épigénétique

Un très grand nombre d'événements environnementaux influent sur les marques épigénétiques et…

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Il est important de retenir que la méthylation de l’ADN, les modifications des histones et les ARN non codants sont étroitement associés au plan fonctionnel in vivo, chacun pouvant influer ou modifier une ou les deux autres marques. Les quelques exemples suivants illustrent l’importance et la diversité des phénomènes épigénétiques dans des domaines très variés de la biologie.

Empreinte parentale

Le génome humain, diploïde, contient deux copies de chaque gène, les allèles : l’une est portée par le chromosome apporté par le père, et l’autre par le chromosome d’origine maternelle. Dans la plupart des cas, les deux allèles s’expriment de manière équivalente dans la cellule. Toutefois, une centaine de gènes échappent à cette règle et sont exprimés spécifiquement par l’un ou l’autre des deux allèles. On dit que ces gènes sont soumis à l’empreinte parentale. L’empreinte est un phénomène épigénétique car il repose sur la méthylation de l’ADN, les modifications des histones et les ARN non codants chez l’un des parents et intègre nécessairement la notion de transmission sur au moins une génération. Chez les animaux, l’empreinte parentale est apparue tardivement au cours de l’évolution : elle n’existe que chez les marsupiaux et les mammifères placentaires. Plusieurs gènes soumis à l’empreinte parentale agissent lors du développement embryonnaire, pendant lequel ils régulent la croissance du placenta ou celle de l’embryon lui-même. Il a été par exemple montré que des défauts d’expression du locus soumis à empreinte appelé H19/IGF2 conduit à des défauts de croissance chez la souris. Les expériences visant à créer des embryons de souris avec deux génomes paternels (androgenèse) ou deux génomes maternels (parthénogenèse) montrent que ceux-ci ne peuvent se développer normalement au-delà de quelques jours.

L’inactivation d’un chromosome X

Chez les mammifères, la femelle possède deux chromosomes X, mais seulement un seul est actif. Le deuxième est inactivé de manière épigénétique. Cette inactivation d’un chromosome entier a été le premier phénomène épigénétique d’importance identifié au début des années 1970 par la généticienne britannique Mary F. Lyon. Cette inactivation est assurée notamment par le long ARN non codant Xist. L’égalité dans l’expression des gènes portés par les chromosomes X entre les mâles, qui n’ont qu’un chromosome X, et les femelles, qui en ont deux, est rétablie par cette inactivation. Ce phénomène est par exemple responsable du pelage bicolore des chattes « écaille de tortue », dont l’un des gènes impliqués dans la couleur du pelage est porté par le chromosome X. La couleur de l’animal dépendra de l’allèle de ce gène exprimé par le X qui a échappé à l’inactivation. Contrairement à l’empreinte parentale, l’inactivation est un processus aléatoire touchant indifféremment le chromosome X d’origine paternelle ou maternelle dans chaque cellule. Des mécanismes de compensation de dose (« des chromosomes sexuels ») similaires ou combinant méthylation de l’ADN et marques d’histones ont été mis en évidence dans le dimorphisme sexuel chez d’autres espèces (drosophile, oiseaux, sauropsidés « reptiles »).

Épigénétique et atteintes du système nerveux chez l’homme

La délétion de la région 15q11-q13 du bras long d’un chromosome 15, l’autre chromosome étant normal, provoque des maladies mentales chez l’enfant. En effet, cette région est soumise à l’empreinte parentale. Si le chromosome tronqué est d’origine maternelle, les enfants développeront un syndrome d’Angelman, un retard sévère du développement mental associé à des troubles neurologiques divers. En revanche, si cette même délétion est portée par le chromosome d’origine[...]

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Pour citer cet article

Pierre-Antoine DEFOSSEZ, Olivier KIRSH, Ikrame NACIRI, « ÉPIGÉNÉTIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :

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Place des mécanismes épigénétiques dans la théorie fondamentale de la biologie moléculaire

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Les colonnes de gauche représentent les étapes du dogme central de la biologie moléculaire, le…

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Niveaux de contrôle épigénétique de l’expression des gènes

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L'ADN d'un chromosome est fortement compacté, enroulé sur lui-même et associé à des protéines, les…

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Niveaux de transmission de la mémoire épigénétique

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Un très grand nombre d'événements environnementaux influent sur les marques épigénétiques et…

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Autres références

  • ÉPIGÉNÉTIQUE ET THÉORIE DE L'ÉVOLUTION

    • Écrit par Laurent LOISON, Francesca MERLIN
    • 20 094 mots
    • 4 médias

    Le terme « épigénétique » est aujourd’hui très en vogue, aussi bien dans la littérature spécialisée que dans la presse de vulgarisation. On y associe souvent une connotation hétérodoxe et polémique, l’épigénétique étant vue comme marquant les limites de la génétique et de[...]

  • CLONAGE

    • Écrit par Didier LAVERGNE, Jean-Paul RENARD
    • 27 632 mots
    • 3 médias
    [...](cassures, mutations, réarrangement). En outre, l'activité de synthèse d'un génome au cours du développement dépend étroitement de mécanismes de contrôle dits épigénétiques, c'est-à-dire des modifications biochimiques qui n'affectent pas directement la structure de l'ADN mais modifient[...]

  • DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement animal

    • Écrit par Marc-Yves FISZMAN, Thomas HEAMS, Lieba LAZARD, Andras PALDI, Alain PRIVAT, Patricia SIMPSON
    • 89 189 mots
    • 10 médias

    La notion d'épigenèse, pour expliquer la formation progressive de l'embryon, est suggérée pour la première fois par William Harvey en 1651, mais le vrai débat théorique a commencé au siècle suivant. Deux théories concurrentes ont tenté d'expliquer le développement de l'[...]

  • ENDOMÉTRIOSE

    • Écrit par Corinne TUTIN
    • 15 657 mots
    • 3 médias
    [...]variants génétiques affectant de diverses manières la prolifération et le cycle cellulaires, l’adhésion ou l’inflammation ont été identifiés. Des anomalies épigénétiques, avec modification de l’expression de certains gènes, semblent également jouer un rôle dans l’apparition de l’endométriose. D’autres travaux[...]

  • EXPOSOME

    • Écrit par Élodie GIROUX
    • 26 379 mots
    • 2 médias
    [...]biochimiste, proposent une définition qui insiste sur l’importance d’inclure la mesure des processus endogènes générés par les expositions, comme les modifications épigénétiques. La focale est ici de nouveau sur l’environnement interne et sur la manière dont l’organisme réagit à l’exposition externe.[...]

  • GÉNOMIQUE - Génomique et cancérologie

    • Écrit par Daniel LOUVARD, François SIGAUX
    • 26 313 mots
    • 1 média
    [...]Ces outils pourraient également être utilisés pour identifier, après immunoprécipitation, les régions hyperméthylées du génome tumoral, ou encore pour analyser les sites de fixation de facteurs de transcription, permettant ainsi une analyse globale de certainesanomalies épigénétiques des tumeurs.
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