Asymétrie des génomes parentaux

Implications en pathologie

Differential epigenetic marking on imprinted genes and consequences in human diseases

Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, CNRS et Université de Montpellier, 34293 Montpellier Cedex 5, France

^* robert.feil@igmm.cnrs.fr

Résumé

Les modifications épigénétiques touchent l’organisation de la chromatine et l’expression des gènes, sans affecter la séquence de l’ADN, et de manière transmissible. L’un des exemples majeurs de cette régulation épigénétique est l’asymétrie des génomes parentaux chez les mammifères. En effet, au moment de la fécondation, les génomes maternel et paternel sont globalement configurés d’une manière très différente, le génome de l’ovocyte est empaqueté avec des histones, celui du spermatozoïde est empaqueté avec des protamines. Les deux génomes sont également très différents sur le plan fonctionnel : dans les cellules germinales mâles et femelles, des marques épigénétiques distinctes sont acquises au niveau des gènes soumis à l’empreinte. Une mise en place ou un maintien inadéquat de cette asymétrie épigénétique entre les deux génomes parentaux se traduit par différentes pathologies dont la tumorigenèse.

Abstract

At the time of fertilisation, the parental genomes have a strikingly different organisation. Sperm DNA is packaged globally with protamines, whereas the oocyte’s genome is wrapped around nucleosomes. The maternal and paternal genomes are functionally different as well, and are both required for normal uterine and postnatal development. The functional requirement of both parental genomes is a consequence of differential epigenetic marking by DNA methylation during oogenesis and spermatogenesis, on a group of genes called imprinted genes. After fertilisation, these parental marks persist throughout development and convey the allelic expression of imprinted genes. Pathological perturbation of methylation imprints, before fertilisation in the germ cells, or during development, gives rise to growth-related syndromes, and is frequently observed in cancer as well. Alteration of imprints is thought to occur early in carcinogenesis and shows similarities with the acquisition of aberrant DNA methylation at tumour suppressor genes. This suggests that similar underlying mechanisms could be involved.