L’ADN, la molécule qui transporte l’information génétique de tous les organismes vivants, est conditionné dans les cellules d’une manière complexe qui lui permet de fonctionner efficacement. Les nucléosomes facilitent le compactage de l’ADN et jouent également un rôle crucial dans la régulation de l’expression des gènes et d’autres processus biologiques.
Une équipe de scientifiques dirigée par le Dr Modesto Orozco de l’IRB Barcelone a développé une technique informatique avancée pour prédire l’architecture des gènes grâce à la position des nucléosomes. La méthode combine des approches expérimentales avec des techniques d’apprentissage automatique et la théorie de la transmission du signal. L’étude a été publié dans la revue Recherche sur les acides nucléiques.
Un modèle prédictif qui rivalise avec les méthodes expérimentales
Au cours des dernières années, les scientifiques ont utilisé des techniques expérimentales telles que le MNase-seq pour cartographier les nucléosomes. Le modèle développé par l’équipe du Dr Orozco utilise les informations sur les séquences d’ADN et les caractéristiques physiques non seulement pour reproduire les données expérimentales, mais également pour prédire plus rapidement et plus précisément l’emplacement des nucléosomes.
« La précision de notre modèle est comparable à celle des méthodes expérimentales les plus avancées », déclare le Dr Orozco, chef du laboratoire de modélisation moléculaire et de bioinformatique à l’IRB Barcelone et professeur titulaire à l’Université de Barcelone.
Implications pour la régulation des gènes et la biomédecine
L’étude démontre que l’architecture nucléosomale est grandement influencée par la séquence d’ADN et les signaux physiques émis par les extrémités des gènes. Ces signaux déterminent l’emplacement du premier et du dernier nucléosome (+1 et -dernier) et affectent également la position des nucléosomes le long du gène.
« Nos travaux suggèrent que la structure des nucléosomes peut avoir un impact sur l’expression des gènes d’une manière plus complexe que nous le pensions », ajoute Alba Sala, Ph.D. étudiant à l’IRB Barcelone et premier auteur de l’étude.
Cette approche est essentielle pour les recherches futures sur la manière dont les altérations de la structure de la chromatine peuvent influencer l’apparition de maladies. En comprenant mieux l’organisation de l’ADN et des nucléosomes, les scientifiques peuvent identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et développer des traitements plus efficaces.
Plus d’informations :
Alba Sala et al, Un modèle d’apprentissage automatique intégré pour prédire l’architecture des nucléosomes, Recherche sur les acides nucléiques (2024). DOI : 10.1093/nar/gkae689