Le rôle de la méthylation de l'ADN révélé à l'échelle du génome dans l'embryon de souris

Chez les mammifères, la méthylation de l'ADN consiste en l'ajout d'un groupement CH3 sur les cytosines de dinucléotides CpG. Cette modification épigénétique de l'ADN peut influencer l'expression des gènes et joue un rôle clé dans de nombreux processus biologiques, comme le développement embryonnaire et la cancérogenèse. Lors du développement embryonnaire, la méthylation est mise en place de novo puis maintenue au cours des divisions cellulaires par les enzymes de la famille des ADN méthyltransférases, principalement DNMT1, DNMT3a et DNMT3b. Ces dernières années, plusieurs études réalisées dans des modèles cellulaires ont suggéré que les trois enzymes participent à la fois à la mise en place de novo et au maintien de la méthylation de l'ADN. Par ailleurs, les gènes régulés par la méthylation de l'ADN au cours du développement embryonnaire sont mal connus.

Pour étudier le rôle des DNMTs au cours du développement, les chercheurs ont réalisé et analysé des cartographies quantitatives de méthylation de l'ADN à l'échelle du génome entier par traitement au bisulfite de sodium et séquençage haut débit dans des embryons de souris portant des mutations qui inactivent ces enzymes. Contrairement aux modèles existants, ils ont montré que DNMT3a et DNMT3b participent à la méthylation de novo de l'ADN mais pas au maintien au cours des divisions cellulaires, qui est réalisé par DNMT1 seule.  

Par la suite, ils ont cartographié pour la première fois les conséquences de l'absence de méthylation de l'ADN sur la transcription du génome dans l'embryon de souris. Leurs résultats ont mis à jour de nouveaux gènes réprimés par la méthylation de l'ADN dans l'embryon, et révélé également que la méthylation de l'ADN agit comme un gardien de l'intégrité de la transcription du génome en réprimant des évènements de transcription illégitimes initiés à partir de rétrotransposons ou de séquences intragéniques dans les corps de gènes.

Ces résultats révèlent de nouvelles fonctions de la méthylation de l'ADN dans le régulation du génome et contribuent à une meilleure compréhension du rôle essentiel de cette marque épigénétique, découverte il y a plusieurs décennies, dans le processus de développement embryonnaire chez les mammifères.

Pour en savoir plus:

Genome-wide analysis in the mouse embryo reveals the importance of DNA methylation for transcription integrity.
Dahlet T, Argüeso Lleida A, Al Adhami H, Dumas M, Bender A, Ngondo RP, Tanguy M, Vallet J, Auclair G, Bardet AF, Weber M.
Nature Communications, 19 juin 2020 . https://doi.org/10.1038/s41467-020-16919-w