Le chromosome Y humain a été entièrement séquencé pour la première fois
Le chromosome Y a été entièrement décodé pour la première fois, permettant de mieux connaitre la manière dont il influence le développement des hommes et les problèmes de santé potentiels qui surviennent au cours de leur vie.
Plus de 100 scientifiques du monde entier ont contribué à l’étude menée par l’Institut national américain de recherche sur le génome humain (NHGRI pour National Human Genome Research Institute) et publiée cette semaine (lien plus bas). Leur recherche comprend la séquence complète de l’ADN du chromosome Y, indiquant chaque gène de la séquence, dont 41 inconnus jusqu’à présent de la science.
Moins de la moitié du chromosome Y avait déjà été décodée, alors que les chromosomes X et 22 autosomes (chromosomes non sexuels) avaient déjà été traduits. Le décryptage du reste du Y signifie que l’ensemble des chromosomes humains est maintenant dévoilé génétiquement et ajoute des détails sur 30 millions de nouvelles bases les unités individuelles qui constituent les gènes – à la référence du génome humain.
Le chromosome Y est le dernier des 24 chromosomes humains à être complètement séquencé. (Darryl Leja, Institut national de recherche sur le génome humain (NHGRI))
Le Y est, avec le X, l’un des deux seuls chromosomes sexuels. Il n’est transmis que par les hommes à leur progéniture masculine, généralement avec un seul X de leur mère. S’il est le principal moteur du développement de l’homme, ses gènes influencent également la fertilité et le développement de maladies chez ce dernier. C’est pourquoi les chercheurs à l’origine de ce décodage espèrent qu’il permettra de mieux comprendre l’impact du gène Y sur les différentes facettes du développement masculin.
Outre le décodage complet du chromosome Y, le projet met en lumière la nature de plusieurs familles de gènes responsables de la régulation des spermatozoïdes et du développement de l’appareil reproducteur masculin.
Pour le Dr Monika Cechova, biologiste à l’université de Californie, qui a codirigé la recherche :
Nous ne savions même pas s’il était possible de le séquencer, tant la situation était déroutante. Il s’agit vraiment d’un énorme changement dans ce qui est possible.
Ce « changement » est dû à de nouvelles techniques permettant de lire de longues séquences d’informations génétiques. Auparavant, les scientifiques n’avaient pas été en mesure de décoder entièrement le chromosome Y en raison de la présence de grandes régions d’ADN très répétitives, bien plus que pour les autres chromosomes, et qui ne codent pas pour des protéines. Ces régions d’ADN satellites étaient également couplées, ce qui constituait un autre obstacle à surmonter pour les généticiens.
En combinant des méthodes améliorées de séquençage de l’ADN à lecture longue avec une technologie informatique plus performante et des connaissances sur tous les autres chromosomes, les scientifiques disposaient désormais d’outils pour éliminer les zones hautement répétitives. Comme l’explique l’Institut national américain de la santé, ces segments de code répétitifs sont comparables à des phrases individuelles d’une histoire apparaissant continuellement dans un livre. En fait, ils ont supprimé ces lignes récurrentes.
Selon le Dr Adam Phillippy, chef de la section informatique du génome à l’Institut national de recherche sur le génome humain (National Human Genome Research Institute) :
Nous ne savions pas exactement ce qui constituait la séquence manquante. Cela aurait pu être très chaotique, mais au lieu de cela, près de la moitié du chromosome est constituée de blocs alternés de deux séquences répétitives spécifiques connues sous le nom d’ADN satellite. Cela donne un beau motif, semblable à une courtepointe.
Dans le cadre de cette nouvelle étude, les chercheurs sont enthousiasmés par la perspective d’obtenir de nouvelles informations sur des aspects médicalement importants de la génétique humaine. Il s’agit notamment de la façon dont les gènes répétitifs impliqués dans la production de spermatozoïdes peuvent être coupés, ce qui pourrait avoir un impact sur la façon dont les cellules sexuelles mâles sont produites. Cette zone d’intérêt est appelée région du facteur d’azoospermie (Azoospermia factor region). L’azoospermie, littéralement l’absence de spermatozoïdes vivants dans le sperme, est une affection qui touche environ 1 % des hommes.
En déchiffrant d’autres régions répétitives où des gènes importants pourraient se cacher, les scientifiques espèrent que leur connaissance des variations génétiques du chromosome Y permettra d’identifier les causes de problèmes médicaux particuliers ou les sites de risque génétique. En plus de disposer d’un chromosome Y de référence complet, le projet a également permis de séquencer 43 copies génétiquement différentes d’individus.
Ces informations devraient être utilisées dans le cadre de la recherche sur le pangénome pour comprendre la diversité génétique dans l’ensemble de la population humaine.
Selon Phillippy :
Lorsque l’on trouve des variations que l’on n’a jamais vues auparavant, on espère toujours que ces variantes génomiques seront importantes pour la compréhension de la santé humaine. Les variantes génomiques pertinentes sur le plan médical peuvent nous aider à concevoir de meilleurs diagnostics à l’avenir.
L’étude publiée dans Nature : Assembly of 43 human Y chromosomes reveals extensive complexity and variation et présentée sur le site du National Human Genome Research Institute : Researchers assemble the first complete sequence of a human Y chromosome et du National Institute of Standards and Technology : Researchers Fully Sequence the Y Chromosome for the First Time.