© Thierry Forné
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Une nouvelle méthode éclaire le rôle des corps nucléaires dans l’organisation du noyau

Résultats scientifiques Génétique, génomique

Dans un travail publié dans Genome Research, les chercheurs ont développé le HRS-seq, une méthode génomique simple et rapide, qui permet d’isoler et de séquencer les régions du génome associées aux corps nucléaires. Leurs travaux montrent que, chez les mammifères, ces régions sont étroitement associées au compartiment chromosomique actif, où sont situés les gènes transcrits. Les corps nucléaires semblent donc jouer un rôle central dans l’organisation de ce compartiment génomique.

Les corps nucléaires correspondent à des organelles non-membranaires du noyau impliquées dans de multiples fonctions cellulaires importantes, dont la régulation de l’expression des gènes. Chez l’homme, des défauts d’assemblage de certains de ces corps sont constatés dans plusieurs pathologies comme l’amyotrophie spinale par exemple. Cependant, les séquences génomiques associées à ces corps nucléaires restent encore très mal caractérisées principalement à cause de limitations technologiques dans l’isolement de ces corps. En effet, ils se comportent in vivo comme des gouttelettes liquides, s’assemblant et se désassemblant spontanément selon des mécanismes encore un peu énigmatiques liés aux phénomènes de séparation de phase. 

Les chercheurs ont développé une méthode génomique simple et rapide (HRS-seq = High-salt Recovered Sequences-sequencing), qui permet d’isoler et de séquencer les régions du génome associées aux corps nucléaires grâce aux propriétés d’insolubilité à forte concentration saline (transition de phase liquide/solide) de ces grands assemblages ribonucléoprotéiques. Ils démontrent que, dans les cellules souches embryonnaires (ES) murines, ces séquences sont très fortement associées au compartiment chromosomique actif et correspondent essentiellement aux gènes les plus fortement exprimés et à leurs éléments de régulation tels que les « super-enhancers ». Elles incluent non seulement des gènes spécifiques du type cellulaire, tels les gènes de pluripotence dans les cellules ES, mais aussi des gènes "de ménage" associés aux corps nucléaires tels que les gènes des histones et des petits ARN nucléaires (snRNA) qui sont des composants essentiels des « corps des loci histone » et des corps de Cajal.

Ces résultats, qui sont en accord avec le modèle de « séparation de phase pour le contrôle de la transcription », suggèrent que ces corps pourraient jouer un rôle central pour l’organisation du compartiment chromosomique actif chez les mammifères.

Image retirée.
Figure : Principe de la méthode de HRS-seq. La méthode de HRS-seq consiste à réaliser un traitement à forte concentration saline de préparations de noyaux cellulaires transcriptionnellement actifs. Cela permet de rendre insoluble les grands complexes ribonucléoprotéiques (RNP) du noyau, dont les corps nucléaires (schéma de gauche). Après digestion enzymatique de l’ADN, ces grands complexes RNP rendus insolubles et les séquences qui leurs sont associées (HRS = High-salt Recovered Sequences) sont isolés par ultrafiltration (schéma central). Les ADN issus des fractions solubles (ayant traversé le filtre) et insolubles (retenus sur le filtre) sont ensuite modifiés et purifiés sur des billes de streptavidine avant d’être séquencés à haut-débit (schéma de droite).

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