La méthylation de l'ADN

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ace aux stress biotiques et/ou abiotiques, les cellules eucaryotes peuvent être amenées à réguler positivement ou négativement leur expression génétique, à différents niveaux; génomique, transcriptomique et protéomique [1, 2]. 

A l'échelle génomique, c'est à dire en zoomant à l'intérieur du noyau, et en se focalisant sur l'ADN, on peut distinguer plusieurs mécanismes de régulation. Dans cet article, on va s'intéresser à un seul mécanisme qui est la méthylation de cette molécule, qui porte l'information génétique. Ce phénomène est appelé la méthylation de l'ADN, car il se base sur l'intervention de l'enzyme "ADN méthyl-transférase" qui est chargée du transfert d'un groupement méthyl, sur des régions de régulation, et plus spécifiquement sur les îlots CpG des promoteurs des cellules eucaryotes, entrainant ainsi, l'inaccessibilité des séquences méthylées, au cours de l'expression génétique [3, 4]. Ce phénomène est très actif au cours de la différenciation cellulaire et l'organogenèse. Il est aussi impliqué dans le vieillissement cellulaire et dans la physiopathologie de certains cancers; comme celui induit par le virus EBV (Epstein-Barr Virus), ou encore le cancer du pancréas [3, 5]. 

La méthylation de l'ADN se présente, donc, comme un bon biomarqueur, surtout, pour le diagnostic précoce de certains cancers, puisque le diagnostic se basant sur les signes cliniques et les biopsies anatomo-pathologiques est limité, à ce stade [6]. 

Aujourd'hui, plusieurs tests détectant ce changement d'état de l'ADN, sont disponibles. On peut classer ses tests selon deux critères, soit en se référant à la portée du matériel biologique analysé (un génome complet ou bien des gènes déterminés), soit en se basant sur le type des techniques utilisées [6]:

- Coupure avec des enzymes de restriction sensible à la méthylation (combinées avec la méthode d'hybridation ou la PCR),

- Méthodes d'hybridation: Southern blot, puce à ADN,

- PCR (qualitative et quantitative),

- Autres.

Il n'existe pas un test de méthylation universels. Il faut bien faire le choix entre les différentes techniques. En effet, ces différentes options se diffèrent entre elles par la spécificité de l'amorce, la sensibilité vis à vis de la méthylation, et évidemment par la quantité d'ADN et la quantité de l'échantillon biologique analysé. La bonne qualité et la spécificité de ce dernier comptent aussi [6]. Par exemple, si on veut étudier la corrélation entre la méthylation de l'ADN et une maladie hépatique, on ne doit pas se contenter d'un prélèvement sanguin, il est nécessaire de se procurer de l'ADN des cellules du foie. Toutes ses limites et ses exigences sont à prendre en considération, afin de minimiser les risques de contamination et garantir la fiabilité des résultats obtenus.

Références:

[1] Dowen R H, Pelizzola M, Schmitz R J, Lister R, Dowen J M, Nery J R et al. Widespread dynamic DNA methylation in response to biotic stress. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2012;109(32):E2183-E2191. doi:10.1073/pnas.1209329109

[2] Lackner D H, Schmidt M W, Wu S, Wolf D A, Bahler J. Regulation of transcriptome, translation, and proteome in response to environmental stress in fission yeast. Genome Biology. 2012;13:R25. doi:10.1186/gb-2012-13-4-r25

[3] Dhe-Paganon S, Syeda F, Park L. DNA methyl transferase 1: regulatory mechanisms and implications in health and disease. Int J Biochem Mol Biol. 2011;2(1):58-66

[4] Nygren, A. O. H. Methylation-Specific MLPA (MS-MLPA): simultaneous detection of CpG methylation and copy number changes of up to 40 sequences. Nucleic Acids Research. 2005;33(14):e128. doi:10.1093/nar/gni127

[5] Kaneda A, Matsusaka K, Aburatani H, Fukayama, M. Epstein-Barr Virus Infection as an Epigenetic Driver of Tumorigenesis. Cancer Research. 2012;72(14):3445-3450. doi:10.1158/0008-5472.can-11-3919 

[6] Sulewska A, Nikliñska W, Kozlowski M, Lukasz Minarowski, Nikliñski J, Dabrowska K, et al. Detection of DNA methylation in eucaryotic cells. Folia histochemica et cytobiologica. 2007;45(4): 315-324