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L'étude trouve les gènes transposon-dérivés neufs liés à l'autisme

Le manque de quelques gènes dans le boîtier de BEC/TCEAL pourrait être lié à une certaine altération liée au trouble de spectre d'autisme, selon une étude préclinique publiée dans la biologie de génome de tourillon, et aboutie par professeur Jordi Garcia Fernàndez, à partir du corps enseignant de la biologie et de l'institut de la biomédecine de l'université de Barcelone (IBUB), et de chercheur Jaime Carvajal, à partir du centre andalou pour la biologie du développement - University Pablo de Olavide (CSIC-UPO).

L'étude analysée transposon-a dérivé les gènes qui sont impliqués dans des fonctionnements complexes neuraux et qui n'ont pas été étudiés avant dans le contexte du trouble de spectre d'autisme et d'autres maladies neurologiques. L'étude, effectuée avec des modèles animaux, décrit quelques mécanismes moléculaires qui déterminent dans le développement du néocortex chez l'homme et d'autres mammifères placentaires.

Parmi les auteurs de l'étude sont les experts de l'UB Enrique Navas, Bru Cormand, Gemma Marfany, Serena Mirra, Noelia Fernández-Castillo, ester Antón et Carlos Herrera (aussi membres d'IBUB, EL IRSJD et EL CIBERER), et Eduardo Soriano et Fausto Ulloa (IBUB-CIBERNED-ICREA). L'étude compte également sur la participation des équipes de l'université Pablo de Olavide, le centre pour le règlement génomique (CRG), l'université de Pompeu Fabra, l'université de Murcie, la station zoologique Anton Dohrn à Naples (Italie) et université de Charles (République Tchèque).

Domestication de transposon : comment les gènes fonctionnels neufs peuvent-ils provenir ?

Le boîtier de BEX/TCEAL est une famille génétique de 14 gènes qui n'est pas beaucoup étudiée, et elle est située dans le chromosome X. Cette famille génétique code de petites protéines des proteinas de moyeu (liés à beaucoup d'autres protéines), qui changent leur configuration selon le contexte moléculaire dans lequel ils sont.

L'article déclare que le groupe génétique BEX/TCEAL a résulté d'un procédé connu sous le nom de domestication moléculaire de transposon (les éléments mobiles génétiques qui peuvent être mis dans différents endroits du génome). Par ce procédé, une GEN non fonctionnelle de transposon peut devenir un élément actif neuf du génome (transposon domestiqué) qui se développe assimilé aux autres gènes.

Des transposons sont considérés comme une source d'innovation et adaptation évolutionnaires dans les êtres humains.

Ce sont des composantes génétiques qui n'ont aucun fonctionnement ou sont nuisibles au génome d'hôte. Cependant, dans le cas du boîtier de BEX/TCEAL, ceux-ci ont été domestiqués par les machines moléculaires de l'ancêtre des mammifères placentaires. C'est-à-dire, ils sont devenus les gènes neufs ! »

Professeur Jordi García-Fernández, directeur du Service de Génétique, de la microbiologie et des statistiques de l'UB et du chef de l'organisme de recherche sur l'évolution et le développement (Evo-Devo)

Pendant le processus évolutif, les transposons peuvent détruire leur capacité de sauter « en raison des mutations neuves, qui joignent les effets voisins des régions de régulateur où elles sont, et de transformer ces éléments mobiles en gènes neufs qui ne sont pas apparus avant pendant l'évolution », chercheur Enrique Navas-Pérez (UB-IBUB), le premier auteur de notes de l'article.

Selon le chercheur Jaime J. Carvajal, vice-recteur de CABD et chef de l'organisme de recherche sur l'embryologie moléculaire, de « tels événements peuvent avoir une importance grande en réglant de seules caractéristiques des mammifères. Nous regardons le fonctionnement d'une suite de gènes qui peuvent avoir contribué à l'établissement des propriétés spécifiques de cerveau des mammifères placentaires ».

Gènes liés au trouble de spectre d'autisme

L'étude déclare que le gène BEX3 - un élément dans le boîtier de BEX/TCEAL, joue un rôle décisif dans le circuit de m-MASSIF DE ROCHE, un circuit métabolique lié à la prolifération et à la différenciation en beaucoup de tissus, et particulièrement ceux dans le système nerveux. Dans d'autres études, d'autres gènes du boîtier ont été liés aux neurotrophins (molécules qui règlent la prolifération neurale dans le système nerveux embryonnaire) et au p75, un récepteur impliqué dans la mort neuronale.

Les conclusions prouvent que la GEN BEX3 - et d'autres éléments dans le composé de BEX/TCEA pourraient être impliqués probablement dans plusieurs aspects du trouble de spectre d'autisme et d'autres affectations neurologiques. Par conséquent, les souris qui ont été affectées par le manque d'un de ces gènes, montré l'altération dans le comportement ce qui sont liés au trouble de spectre d'autisme, indépendamment de montrer quelques modifications anatomiques et squelettiques. Les « souris sans gène BEX3 sont antisociales, et n'agissent pas l'un sur l'autre avec d'autres souris », le chercheur de notes Ángel Carrión, du service des neurologies d'UPO.

« Ce sont les gènes neufs, dérivés des transposons, qui sont impliqués dans des fonctionnements neuraux complexes et qui n'ont pas été étudiés jusqu'ici dans le contexte du trouble de spectre d'autisme et d'autres pathologies neurologiques », notent les chercheurs.

« En dépit d'être jeunes en termes évolutionnaires, ils pourraient intégrer dans des circuits biologiques déterminés, devenant essentiels pour le bon fonctionnement de l'animal », des notes Cristina Vicente-García, co-auteur de l'article avec Enrique Navas-Pérez et Serena Mirra.

Les auteurs indiquent le niveau de l'expression de ces gènes dans les personnes avec le spectre d'autisme est inférieur. Comme résultat, les chercheurs ont observé un large éventail de manifestations dans des modèles de laboratoire, en particulier, d'autisme aux comportements compulsifs.

Un procédé décisif dans l'évolution des mammifères placentaires

Seulement quelques gènes dans les mammifères placentaires sont connus - et particulièrement, aucune batteries de gènes qui dérivent de la domestication moléculaire des transposons. Par exemple, ceux se sont associés aux protéines RAG1/2, qui sont des éléments clé du système immunitaire adaptatif des vertébrés, ou aux syncytines, qui ont activé le développement du placenta complexe. « Par conséquent, nous pensons que la domestication de ces transposons était un procédé important dans le développement du néocortex dans le groupe de mammifères placentaires, auxquels nous appartenons.

Par conséquent, l'effet qui a produit du boîtier de BEX/TCEAL sur le génome héréditaire a révisé le développement du cerveau des mammifères placentaires », notent les chercheurs.

« Il restent 14 gènes neufs à étudier - qui n'ont pas été pratiquement étudiés jusqu'à now-, qui peut être impliqué dans la formation du cerveau complexe et de plusieurs manifestations du spectre d'autisme. En outre, le système virus-transposon-immunisé de rapport est très intrigant. Par exemple, la composition des familles de transposon du génome de "bat" est exceptionnelle parmi des mammifères, et "bat" sont immunisées contre beaucoup de viraux infection », conclut Jordi Garcia-Fernández.

Source:
Journal reference:

Navas-Pérez, E., et al. (2020) Characterization of an eutherian gene cluster generated after transposon domestication identifies Bex3 as relevant for advanced neurological functions. Genome Biology.  doi.org/10.1186/s13059-020-02172-3.