Les cellules adultes spécialisées (cardiaques, pulmonaires ...) gardent les mêmes gènes que les cellules souches qui les ont engendrées. Comment se fait-il que ces cellules adultes n'aient pas les mêmes potentialités? Que se passe-t-il au sein du fil d'ADN de deux mètres de longueur compacté au coeur de chaque cellule? A quelles influences obéissent les gènes?

C'est ce qu'ont voulu comprendre Joseph Ecker (Salk Institute for Biological Studies, La Jolla, Etats-Unis) et ses collègues en observant les processus à l'oeuvre dans des cellules souches d'une part et des cellules pulmonaires appelées fibroblastes. Ce qui leur a permis de dresser une carte de «l'épigénome».

«Dans le passé nous nous étions limités à ne voir que de minces fragments de l'épigénome», explique le Pr Ecker, directeur du Laboratoire d'Analyse génomique au Salk Institute.

«Etre capable d'étudier l'épigénome dans sa totalité permettra de mieux comprendre comment est régulé le fonctionnement de notre génome que l'on soit en bonne santé ou malade, mais aussi comment l'expression des gènes peut être influencée par notre régime alimentaire ou l'environnement», ajoute-t-il dans un communiqué.

Les connaissances acquises «seront très utiles pour comprendre des maladies comme le cancer, voire aussi certains troubles mentaux», précise Mattia Pelizzola, co-auteur de l'étude.

Les signaux épigénétiques peuvent agir d'au moins deux façons sur l'expression des gènes : en prenant pour cibles des protéines appelées histones sur lesquelle s'enroule le long fil d'ADN (lorsqu'un gène est trop étroitement enroulé, la machinerie cellulaire ne peut le lire) ou en modifiant chimiquement l'ADN par un processus appelé «méthylation».

Le Pr Ecker et son équipe ont effectué une analyse détaillée de ces processus de méthylation au sein de cellules souches et de cellules pulmonaires adultes, dans le cadre du vaste programme Epigenomics lancé en 2008 par les Instituts nationaux de la santé américains.