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La réplication de l’ADN livre ses mystères

Romain Redler pour la Fondation Bettencourt Schueller

Comment notre ADN se duplique-t-il à chaque division cellulaire ? C’est tout l’enjeu de la réplication, un mécanisme complexe de copie de l’ADN dont les dérèglements peuvent nuire à la stabilité du génome et engendrer des mutations, des cancers, ainsi que de nombreuses autres maladies génétiques. À l’aide d’approches génomiques de pointe, les biologistes commencent à reproduire et à comprendre les règles de ce mécanisme. En particulier la localisation et la chronologie du déclenchement du processus, et son impact sur la stabilité du génome.

Toute cellule qui se divise transmet à ses deux cellules filles son patrimoine génétique sous la forme de molécules d’ADN, cette longue chaîne de nucléotides qui porte l’information génétique relative à chaque individu. C’est la propriété fondamentale de la vie, qui permet la division cellulaire lors du processus de la mitose. Ce mécanisme complexe vient d’être reproduit in vitro : la réplication de l’ADN en deux copies identiques a été réalisée avec des protéines humaines par l’équipe de Joseph Yeeles, à l’université de Cambridge (Royaume-Uni) et publiée dans la revue Nature (1). « Cette première reconstitution de la réplication de l’ADN est un tour de force ; elle marque une étape importante dans la compréhension du réplisome, cette machinerie enzymatique à l’oeuvre dans les cellules humaines et probablement aussi dans toutes les cellules eucaryotes [à noyau, NDLR] qui se divisent », souligne Philippe Pasero, de l’Institut de génétique humaine de Montpellier. Les biologistes britanniques n’en étaient pas à leur coup d’essai : depuis plusieurs années, ils étudiaient le réplisome de la levure, un champignon unicellulaire plus facile à manipuler que les cellules humaines, très proche du réplisome humain. Cette première témoigne aussi des énormes progrès accomplis récemment pour décortiquer, au niveau moléculaire, les multiples acteurs de la réplication de l’ADN. Une grande quantité de fonctions biologiques sont remplies par des machineries enzymatiques, autrement dit des ensembles de protéines qui se combinent pour déclencher et catalyser des réactions biochimiques. Ces machineries sont très sophistiquées. La recette décrite dans Nature comporte 43 protéines, que les biologistes ont d’abord produites in vitro puis ajoutées à l’ADN sous forme de onze associations de protéines différentes – ce qu’on appelle des complexes protéiques.

LA CRYOMICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE, UN PUISSANT OUTIL

Quel est le principe de la réplication ? L’idée a été formulée il y a tout juste soix[...]

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