Pour la première fois, des chercheurs australiens affirment avoir identifié une structure particulière d’ADN appelée « i-motif » dans des cellules humaines. Cet ADN entortillé, qui avait déjà été observé in vitro, pourrait intervenir dans l’expression des gènes.

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    L'ADN, support de l'information génétique, se trouve dans le noyau de nos cellules. Il est composé d'une succession de nucléotides, représentés par les quatre lettres G, A, T et C. En 1953, Watson et Crick ont décrit la structure en double hélice de l'ADN. Mais, parfois, l'ADN peut prendre d'autres configurations : en triple hélice, cruciforme... En 2013, des chercheurs ont observé dans des cellules humaines une structure à quatre brins : de l'ADN G-quadruplexe.

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    L’ADN G-quadruplexe, à 4 brins, existe bien dans les cellules humaines

    Tout comme l'ADN G-quadruplexe, l'ADN en « i-motif » est une structure à quatre brins. Un i-motif se forme dans une région d'ADN riche en nucléotides C (cytosine) : si un brin est riche en C, il forme une boucle et des liaisons hydrogèneliaisons hydrogène associent deux cytosines entre elles, alors que normalement la cytosine s'associe à la guanine (G).

    Le saviez-vous ?

    Dans la double hélice d’ADN, les nucléotides s’associent par paires, grâce à des liaisons hydrogène entre les deux brins. Ainsi, le nucléotide A d’un brin se lie au T de l’autre brin et le G au C.

    In vitroIn vitro, des scientifiques ont déjà observé de l'ADN avec des i-motifs. Pour savoir si ces structures existaient dans les noyaux des cellules, les chercheurs ont fabriqué un fragment d'anticorpsanticorps qui se lie de manière spécifique à ces motifs. L'anticorps ne reconnaît ni l'ADN sous forme hélicoïdale ni l'ADN G-quadruplexe.

    Les i-motifs seraient impliqués dans l'expression des gènes

    Avec cet outil fluorescent, les scientifiques ont cherché où se trouvaient les i-motifs dans des cellules humaines. Ils ont vu apparaître des points verts dans le noyau. Mahdi Zeraati, principal auteur de l'article, a expliqué dans un communiqué de l’Institut Garvan (Sydney, Australie) : « Ce qui nous a le plus enthousiasmé, c'est que nous avons pu voir les taches vertes -- les i-motifs -- apparaître et disparaître avec le temps, donc nous savons qu'elles se forment, se dissolvent et se reforment ».

    L’ADN en « i-motif » forme une sorte de nœud à quatre brins. © <em>Garvan Institute of Medical Research, </em>Zeraati <em>et al., Nature Chemistry 2018</em>

    L’ADN en « i-motif » forme une sorte de nœud à quatre brins. © Garvan Institute of Medical Research, Zeraati et al., Nature Chemistry 2018

    Les motifs semblent présents surtout à un certain moment du cycle cellulaire, en fin de phase G1, quand l'ADN est transcrit en ARN. Ils apparaissent notamment dans des régions promotrices, c'est-à-dire des zones d'ADN qui contrôlent l'expression des gènesgènes, et au niveau de télomèrestélomères, les extrémités des chromosomeschromosomes impliquées dans le vieillissement cellulaire. Une hypothèse est que les i-motifs jouent un rôle pour activer ou désactiver des gènes.

    Dans Popular Science, un biochimistebiochimiste de l'université d'État du Kent (États-Unis) a émis quelques réserves quant à cette étude. D'après lui, il faudrait s'assurer que l'anticorps utilisé ne s'associe pas à d'autres structures que les i-motifs et qu'il ne favorise pas la formation de ces structures.

    Cette recherche paraît dans la revue Nature Chemistry.