ENCODE

ENCODE est l'Encyclopédie des éléments de l'ADN. Encode a été lancée en 2003 pour identifier tous les éléments fonctionnels (bits de travail) du génome humain. Le travail a été effectué par plus de 400 scientifiques dans 32 laboratoires aux États-Unis, au Royaume-Uni, en Espagne, à Singapour et au Japon. Leurs résultats ont été publiés dans 30 articles en libre accès dans trois revues, Nature, Genome Biology et Genome Research. Il s'agit de l'analyse la plus détaillée à ce jour du génome humain.

Voici un compte rendu simplifié de leurs principales conclusions :

Seulement 1% du génome code pour les protéines. Cela représente environ 21 000 gènes.
70 000 séquences codent pour les régions "promotrices". Elles se trouvent en amont des gènes, là où les protéines se lient pour contrôler l'expression des gènes.
Il existe environ 400 000 régions "enhancer" qui régulent les gènes distants.
Il existe quatre millions de "commutateurs" de gènes. Ce sont des séquences d'ADN qui contrôlent le moment où les gènes sont activés ou désactivés. Elles sont souvent très éloignées du génome du gène qu'elles contrôlent.
Environ 80% du génome a une fonction biochimique définie. L'idée que la plus grande partie de l'ADN est de l'"ADN poubelle" est définitivement fausse. "La grande majorité du génome humain ne code pas pour les protéines et, jusqu'à présent, ne semblait pas contenir d'éléments définis de régulation des gènes. La raison pour laquelle l'évolution maintiendrait de grandes quantités d'ADN "inutile" est restée un mystère et semble être un gaspillage. Il s'avère cependant qu'il y a de bonnes raisons de conserver cet ADN. Les résultats du projet ENCODE montrent que la plupart de ces étendues d'ADN abritent des régions qui lient les protéines et les molécules d'ARN, les amenant dans des positions à partir desquelles elles coopèrent les unes avec les autres pour réguler la fonction et le niveau d'expression des gènes codant pour les protéines".
L'évolution est causée à la fois par des changements dans les gènes qui codent pour les protéines et dans l'ADN qui code pour le contrôle réglementaire.

"L'un des grands défis de la biologie évolutionniste est de comprendre comment les différences de séquence d'ADN entre les espèces déterminent les différences de leurs phénotypes. Le changement évolutif peut se produire à la fois par des modifications des séquences codant pour les protéines et par des modifications de séquences qui modifient la régulation des gènes".

Les méthodes utilisées pour le travail comprenaient :

Ils ont isolé et séquencé l'ARN transcrit à partir du génome.
Ils ont identifié les sites de reliure pour environ 120 produits de transcription.
Ils ont examiné les modèles de modifications chimiques apportées aux histones. Il s'agissait de trouver des régions où l'expression des gènes est stimulée ou supprimée.
Ils ont fait 1648 expériences sur 147 types de cellules.

Les nouvelles liées à ce travail sont :

Questions et réponses

Q : Qu'est-ce qu'ENCODE ?

R : ENCODE est l'acronyme de l'Encyclopédie des éléments d'ADN. Elle a été lancée en 2003 pour identifier tous les éléments fonctionnels (bits de travail) du génome humain.

Q : Qui a réalisé le travail pour ENCODE ?

R : Le travail a été effectué par plus de 400 scientifiques dans 32 laboratoires aux États-Unis, au Royaume-Uni, en Espagne, à Singapour et au Japon.

Q : Qu'ont-ils découvert sur le génome humain ?

R : Ils ont découvert que seul 1% du génome code pour des protéines, ce qui représente environ 21 000 gènes. En outre, ils ont découvert que 70 000 séquences codent pour des régions "promotrices" en amont des gènes, où les protéines se lient pour contrôler l'expression des gènes ; 400 000 régions "amplificatrices" qui régulent des gènes distants ; et quatre millions d'"interrupteurs" de gènes, qui sont des séquences d'ADN qui contrôlent le moment où les gènes sont activés ou désactivés. En outre, il a été déterminé que 80 % du génome a une fonction biochimique définie.

Q : Comment ont-ils mené leurs recherches ?

R : Les méthodes utilisées comprenaient l'isolement et le séquençage de l'ARN transcrit à partir du génome ; l'identification des sites de liaison pour les produits de transcription ; l'examen des modèles de modification chimique apportée aux histones pour trouver les régions où l'expression des gènes est stimulée ou supprimée ; et la réalisation de 1648 expériences sur 147 types de cellules.

Q : Que suggère cette recherche sur l'évolution ?

R : Cette recherche suggère que l'évolution est causée à la fois par des changements dans les gènes codant pour les protéines et par des changements dans l'ADN codant pour le contrôle réglementaire. Elle indique également que l'évolution peut se produire par des changements de séquence qui modifient la régulation des gènes ainsi que par des changements dans les séquences codant pour les protéines.

Q : Où leurs conclusions ont-elles été publiées ?

R : Leurs résultats ont été publiés dans 30 articles en accès libre dans trois revues - Nature, Genome Biology et Genome Research.