Il Chromosome Y, associé au développement des caractéristiques sexuelles masculines, a constitué un défi pour le consortium de chercheurs du projet « Telomere-to-Telomere (T2T) », chargé de démêler le génome humain. Désormais, cette dernière pièce du puzzle a été résolue, selon publie le magazine Nature: terminer le séquençage de cette région de l’ADN permet l’ajout de 30 millions de nouvelles bases génétiques de référence, révèle 41 nouveaux gènes codeurs de protéines et ouvre des voies innovantes de recherche médicale, scientifique et anthropologique.
« Il y a quelques années seulement, nous n’avions que la moitié des références du chromosome Y humain, ses zones satellites complexes nous résistaient », explique Monika Cechova, chercheuse en ingénierie biomoléculaire à l’Université de Californie à Santa Cruz. « C’était tellement déconcertant que nous ne pensions pas que c’était possible« , souligne-t-il. Désormais, toutes ces informations sont disponibles via l’outil UCSC ‘Genome Browser’, accessible via la plateforme open source Github.
Pour analyser le génome d’une personne spécifique, il faut comparer à un étalon de référence d’ADN pour déterminer les variantes qu’il possède. Cependant, les grandes lacunes présentes dans le séquençage du chromosome Y ont constitué jusqu’à présent un obstacle à la découverte de mutations et de maladies associées. La complication de ce chromosome réside dans les séquences génétiques disposées en palindromes: lisez la même chose dans n’importe quel ordre, couvrant plus d’un million de paires de bases.
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Également ADN satellite à laquelle Cechova fait référence correspond à de grandes régions d’ADN hautement répétitif qui ne codent pas pour les protéines. Deux de ces zones entrelacées se trouvent sur le chromosome Y, ce qui complique encore le travail. Les progrès de la technologie de séquençage et les nouvelles méthodes d’assemblage informatique ont cependant réussi à extraire des informations significatives du volume brut de données. Par exemple dans à quel moment la séquence palindromique est inversée.
Selon les auteurs de l’étude, le chromosome Y contient relativement peu de gènes par rapport aux autres, mais ils sont « complexes et dynamiques », responsables du codage de fonctions principales telles que la spermatogenèse, la production séminale. D’ailleurs, son structure complexe cela a permis à ce chromosome d’être celui qui évolue le plus rapidement parmi tous ceux du génome humain, et même en comparaison avec l’ADN. Ceci implique d’énormes variations: une personne peut avoir 40 copies du même gène et 19 autres, sans provoquer de troubles.
Du point de vue de la recherche évolutionniste, en revanche, le chromosome Y est hérité de génération en génération dans un pool de matériel génétique qui subit très peu de recombinaisons par des facteurs externes. Au lieu de cela, le chromosome X se recombine et échange fréquemment du matériel avec d’autres gènes. Cette nouvelle vision du chromosome sexuel masculin permettra de retracer l’ADN générationnel transmis d’une population à l’autre et de déterminer quand et où des variantes se sont produites.
Les 30 millions de nouvelles bases ajoutées à la référence permettront également d’étudier l’évolution du génome. Il a été démontré qu’il y a des gens qui viennent perdre une partie ou la totalité de ce matériel génétique à mesure qu’ils vieillissent, mais la raison pour laquelle cela se produit et les conséquences à long terme sont inconnues. C’est l’un des mystères que le séquençage complet de la référence peut résoudre, ainsi que d’autres troubles comme la faible production de spermatozoïdes qui conduire à l’infertilité.
Une vision plus complète
En fin de compte, les chercheurs espèrent pouvoir intégrer leurs découvertes à l’avenir dans le projet sur le pangénome humain, une nouvelle référence génomique qui combine des informations provenant de plusieurs personnes issues de diverses lignées ancestrales. L’objectif est de garantir que la recherche scientifique et médicale prenne en compte la diversité des différentes populations humaines et évite les inégalités face au diagnostic des maladies et à l’apparition de maladies. effets secondaires défavorables dans les traitements pour ne pas les avoir testés avec un échantillon suffisamment grand.
Ainsi, les auteurs des travaux espèrent pouvoir incorporer les séquences complètes des chromosomes Y dans les génomes individuels qui composent le pangénome. Cela vous permettra de suivre son évolution en fonction des probabilités et de fournir une référence plus complète. « En créant et en partageant ces catalogues importants de différences génétiques sur le chromosome Ynous pouvons élargir les études génétiques sur les maladies humaines et accroître nos connaissances en biologie fondamentale », concluent-ils.
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