Descriptif

Epigénétique et  ARN non-codants

Chez les organismes complexes, l’étude des processus permettant à l’information génétique portée par l’ADN d’être stockée et décodée dans le temps et l’espace, dans un contexte constitué en majeure partie d’ADN ne portant pas d’information protéique (98% du génome des mammifères est non-codant) constitue de nouveaux champs de recherche, ayant des enjeux majeurs aussi bien en science fondamentale qu’en recherche appliquée.

Alors que nous pensions être rentrés au plus profond dans notre constitution génétique et dans son décodage grâce à l’avancée des technologies de séquençage de l’ADN et des ARN, nous sommes à nouveau confrontés à de nouveaux défis scientifiques, technologiques et éthiques afin d’approcher les nouveaux codes liés aux caractéristiques épigénétiques et aux ARN non-codants, qui nous permettront de mieux appréhender le fonctionnement des êtres vivants ainsi que les dérégulations de l’expression du génome associées à des pathologies.

En effet, ces avancées ont fait prendre conscience que le simple décodage de la séquence de nos gènes et de notre génome ne suffirait pas à comprendre (i) le fonctionnement différentiel des différents tissus des organismes, (ii) l’adaptation des cellules à notre environnement endogène ou exogène, mais aussi (iii) les pathologies associées à des dommages (mutations) de l’ADN. A ce titre l’épigénétique, une discipline scientifique relativement récente qui se situe au-delà de la génétique, consiste en l’étude de la façon dont l’ADN est décodé de manière stable et réversible, en considérant non plus seulement les séquences génomiques mais aussi des codes additionnels constitués de modifications chimiques de l’ADN et de facteurs associés. Les ARN non-codants jouent également des rôles majeurs dans la régulation du génome, en lien ou non avec l’épigénétique. De façon très surprenante, les codes « épigénétiques », donc non écrits dans la succession des 4 bases présentes dans les génomes, peuvent être transmis d’une génération à une autre chez certains organismes vivants et seraient susceptibles de faire passer une empreinte environnementale à la descendance.

Problématiques et enjeux:

• Comment l’information génétique est-elle décodée de façon différente, au-delà de la séquence de l’ADN, pour donner différents phénotypes dans différentes cellules ou différents organismes (ex : jumeaux) ayant le même génotype ? Notion d’identité cellulaire.
• Quelle est la contribution des ARN non-codants à ces processus ?
• Quel est l’impact de l’environnement sur l’expression des gènes, à court, moyen et long terme ? Notion de mémoire cellulaire.
• Quel est l’implication dans des pathologies ainsi que le potentiel diagnostique et thérapeutique des ARN non-codants et des marques épigénétiques ?

Notions abordées:

• Qu’est-ce que l’épigénétique, au travers des âges et des espèces
• Déterminants moléculaires de l’épigénétique, chromatine, ARN, organisation 3D du génome
• Les différents types d’ARN non-codants et leurs mécanismes d’action
• Les modifications des ARN : l’épitranscriptomique
• Cellules souches, différenciation et reprogrammation
• Epigénétique, ARN non-codants, vieillissement et pathologies: bio-marqueurs et enjeux thérapeutiques
• Les outils d’analyse et de modification des transcriptomes et épigénomes

Niveau requis : Avoir suivi au moins un module de Biologie en deuxième année.

Langue du cours : Anglais
Credits ECTS : 4