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Actualités | De minuscules jonctions de l’ADN régulent les crossing-over et protègent la stabilité chromosomique
Actualités | De minuscules jonctions de l’ADN régulent les crossing-over et protègent la stabilité chromosomique
Toute nouvelle vie commence par une recombinaison génétique précise. Lors de la formation des ovocytes ou des spermatozoïdes, les chromosomes maternels et paternels s’apparient et échangent des segments d’ADN lors de crossing-over. Au moins un événement de recombinaison par paire de chromosomes est nécessaire à la fertilité et à la stabilité du nombre de chromosomes, mais un excès de cassures ou d’échanges d’ADN peut menacer le génome. Comment les cellules maintiennent-elles le bon équilibre ?
Une étude dirigée par le Dr João Matos au Max Perutz Labs s’est penchée sur cette question de longue date. Les résultats ont été publiés dans Nature en 2025.
L’équipe a constaté que de minuscules structures d’ADN appelées jonctions de Holliday ne sont pas seulement des étapes intermédiaires du crossing-over. Elles contribuent aussi au maintien du complexe synaptonémal, semblable à une fermeture éclair, qui relie les chromosomes appariés. Des jonctions de Holliday stables signalent à la cellule qu’elle doit cesser de créer des cassures de l’ADN, protégeant ainsi le génome des dommages.
« Nous avons émis l’hypothèse que les jonctions de Holliday ne sont pas de simples connexions passives de l’ADN, mais des éléments essentiels à la formation et au maintien du complexe synaptonémal, qui garantit que les chromosomes restent appariés jusqu’à ce que les sites de crossing-over soient prêts. »
— Dr João Matos, responsable de l’équipe de recherche
Pour tester cette hypothèse, Adrian Henggeler, premier auteur, a utilisé la levure, dont les mécanismes méiotiques ressemblent à ceux des cellules humaines et qui constitue un modèle génétique utile.
À l’aide d’un outil moléculaire mis au point par le laboratoire, Henggeler a « figé » des millions de cellules de levure à un stade où coexistaient jonctions de Holliday et complexes synaptonémaux, mais avant l’échange chromosomique. Il a ensuite retiré avec précision les jonctions d’ADN et observé la réponse cellulaire en temps réel.
« Ce fut l’un de nos moments eurêka », se souvient Henggeler. « Dès que les jonctions de Holliday ont été retirées, le complexe synaptonémal s’est effondré en temps réel, exactement comme nous l’avions supposé et comme on pouvait l’observer au microscope. »
En l’absence de jonctions de Holliday, le complexe synaptonémal se désintégrait immédiatement, de nouvelles cassures de l’ADN recommençaient à se former et la méiose était perturbée.
« L’étude révèle un mécanisme de rétroaction simple et élégant », a ajouté Matos. « Une fois que les sites de crossing-over et le complexe synaptonémal sont solidement établis, la cellule “sait” qu’elle peut cesser de créer des cassures et poursuivre la méiose. »
Le prochain défi consiste à déterminer si le même mécanisme s’applique aux mammifères. S’il est confirmé, il pourrait fournir des indications importantes sur la fertilité et la stabilité du génome entre les espèces, ainsi que de nouvelles pistes de recherche sur les troubles de la fertilité ou les maladies chromosomiques.
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