Une équipe multidisciplinaire de chercheurs de l’Université de l’Indiana a découvert que le mouvement de la chromatine, le matériau dont est fait l’ADN, peut aider à faciliter la réparation efficace des dommages à l’ADN dans le noyau humain, une découverte qui pourrait conduire à un meilleur diagnostic et traitement du cancer. Leurs conclusions ont été récemment publiées dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.
Les dommages à l’ADN se produisent naturellement dans le corps humain et la plupart des dommages peuvent être réparés par la cellule elle-même. Cependant, une réparation infructueuse pourrait entraîner un cancer.
« L’ADN dans le noyau est toujours en mouvement, pas statique. Le mouvement de son complexe d’ordre supérieur, la chromatine, a un rôle direct dans l’influence de la réparation de l’ADN », a déclaré Jing Liu, professeur adjoint de physique à l’École des sciences de l’IUPUI. « Chez la levure, des recherches antérieures montrent que les dommages à l’ADN favorisent le mouvement de la chromatine et que sa grande mobilité facilite également la réparation de l’ADN. Cependant, dans les cellules humaines, cette relation est plus compliquée. »
Liu et ses collègues ont découvert que la chromatine sur le site des dommages à l’ADN se déplace beaucoup plus rapidement que celles qui s’éloignent des dommages à l’ADN. Ils ont également découvert que la chromatine dans les noyaux cellulaires ne se déplace pas de manière aléatoire. C’est un mouvement cohérent, l’ADN se déplaçant en groupe sur une courte distance.
Les chercheurs ont également trouvé des preuves que les dommages à l’ADN peuvent affecter le mouvement de groupe de l’ADN en réduisant la cohérence. Ces résultats indiquent que le mouvement de la chromatine est sous contrôle strict lorsque l’ADN est endommagé. Ceci est important pour empêcher l’ADN endommagé d’avoir un contact nocif et pour améliorer la précision et l’efficacité de la réparation de l’ADN, a déclaré Liu.
« Nos découvertes révèlent un rôle fondamental du mouvement de la chromatine dans la réponse aux dommages de l’ADN et la réparation de l’ADN », a déclaré Liu. « Ces résultats peuvent aider à comprendre le mécanisme de réparation de l’ADN dans les cellules humaines et l’initiation du cancer chez l’homme. En pratique, nous pouvons utiliser ces résultats comme paramètres de la réponse aux médicaments de nombreux médicaments différents utilisés pour traiter le cancer. Nous pouvons tester différents médicaments pour voir si le mouvement de la chromatine peut être modifié pour améliorer la réparation de l’ADN. »
Afin de mener cette recherche, Liu et ses collègues ont dû développer les outils informatiques nécessaires à l’analyse de quantités massives de données. Avec des tailles de données allant jusqu’à un téraoctet dans certains cas, Liu et ses collègues ont travaillé avec les services de technologie de l’information de l’université d’IU pour établir l’archive de données évolutive d’images cellulaires hautement dynamiques, qui centralise le stockage, le transfert et le traitement des données.
À l’avenir, les chercheurs espèrent étudier des molécules d’ADN uniques et comment elles se déplacent, et comment la dynamique individuelle et de groupe diffère et change en réponse aux dommages à l’ADN. Ils aimeraient également en savoir plus sur le mouvement de l’ADN dans des gènes spécifiques connus pour être plus vulnérables aux dommages à l’ADN.
Maëlle Locatelli et al, les dommages à l’ADN réduisent l’hétérogénéité et la cohérence des mouvements de la chromatine, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2205166119