Des chercheurs du MIT ont découvert que la structure tridimensionnelle du génome ne disparaît pas complètement pendant la division cellulaire, comme on le croyait depuis longtemps. Au lieu de cela, de petites boucles connues sous le nom de microcompartiments restent intactes et se renforcent même, expliquant potentiellement les brèves surges d'activité génique en mitose. Cette découverte remet en question les vues traditionnelles sur la manière dont les cellules maintiennent la régulation génétique à travers les divisions.
Pendant des décennies, les scientifiques ont supposé que pendant la mitose — la phase de division cellulaire où les chromosomes se condensent et se dupliquent — l'architecture 3D complexe du génome disparaît temporairement, pour se reformer ensuite. Ce modèle suggérait une 'ardoise vierge' sans structure liée aux gènes, permettant un réinitialisation propre de l'activité génétique.
De nouvelles découvertes du MIT, publiées dans Nature Structural and Molecular Biology, renversent cette idée. En utilisant une technique de cartographie haute résolution appelée Region-Capture Micro-C (RC-MC), développée par l'équipe en 2023, les chercheurs ont identifié des 'microcompartiments' — de petites boucles reliant les enhancers (segments d'ADN régulateurs) aux promoteurs (points de départ des gènes). Ces boucles persistent pendant la mitose, devenant plus prononcées alors que les chromosomes se compactent.
« Cette étude aide vraiment à clarifier comment nous devrions penser à la mitose. Dans le passé, la mitose était considérée comme une ardoise vierge, sans transcription et sans structure liée à l'activité génique. Et nous savons maintenant que ce n'est pas tout à fait le cas », a déclaré Anders Sejr Hansen, professeur associé d'ingénierie biologique au MIT.
Les boucles renforcées peuvent aider les cellules à 'se souvenir' des interactions génétiques pré-division, reliant la structure du génome à sa fonction — un défi de longue date dans le domaine. L'auteur principal Viraat Goel PhD '25 a noté : « Les résultats aident à relier la structure du génome à sa fonction dans la gestion de l'activation et de la désactivation des gènes, ce qui a été un défi majeur dans le domaine pendant des décennies. »
Cette persistance éclaire également un mystérieux burst transcriptionnel observé depuis les années 1960, avec des pics confirmés dans des études de 2016 et 2017. Les microcompartiments près des gènes actifs se forment accidentellement en raison de la compaction, activant brièvement la transcription avant que la cellule ne les émonde en phase G1 post-division.
Les auteurs principaux incluent Hansen et Edward Banigan, avec des co-auteurs Leonid Mirny du MIT et Gerd Blobel de l'Université de Pennsylvanie. Le travail, financé par le NIH et d'autres, soulève des questions sur la façon dont la taille et la forme des cellules influencent ces structures.