ADN immortel ou signature épigénétique ?

Immortal DNA or epigenetic signature ?

Cellules Souches et Développement, Département de Biologie du Développement, Institut Pasteur, CNRS URA 2578, 25, rue du Docteur Roux, 75724 Paris Cedex 15, France

^* shaht@pasteur.fr

Résumé

Avant la mitose, l’ADN est répliqué et chaque cellule fille en hérite d’une copie. Cependant, lors de ce processus, des erreurs peuvent se produire, ce qui peut perturber le système et provoquer des cancers. Un mécanisme a été proposé pour éviter l’accumulation trop importante des mutations, il s’agit de la théorie de l’ADN immortel. Ce modèle propose que les brins matrices, ou anciens brins de l’ADN, co-segrègent tous dans une seule et même cellule lors de la division. Cependant, de nos jours, le rôle exact de ce phénomène n’est pas clair s’agit-il d’un mécanisme de protection contre les mutations ou de conservation des marques épigénétiques dans la cellule souche ? Nous proposons ici de montrer quelles preuves expérimentales permettent de confirmer aujourd’hui l’existence de ce phénomène, quelles implications et quels mécanismes il pourrait mettre en jeu ainsi que le rôle qu’il pourrait tenir.

Abstract

During mitosis each daughter cell inherits a full copy of the maternal genomic material. DNA replication, however, is an imprecise process, thus errors can arise resulting in potentially deleterious mutations over extended rounds of cell division and these may lead to cancinogenesis. Over thirty years ago, J. Cairns proposed that a cell could avoid the accumulation of mutations arising from DNA replication if all template DNA strands are inherited in one daughter cell during cell division, thus giving rise to the notion of « immortal » DNA strands. In this model the stem cells would retain the template DNA (older) strands. Proving or disproving this notion experimentally has been challenging. Further, it has recently become apparent that epigenetic regulation of gene expression plays a critical role in governing cell states, self-renewal and differentiation. In light of these data, can the phenomenon on template DNA strand segregation also reflect this epigenetic signature ? In this review we explore these notions, discuss the evidence in support of this theory, the implications, and some of the mechanisms which could explain this phenomenon.