Les revues scientifiques Nature et Genome Research ont publié, jeudi 14 juin 2007, les résultats de la phase-pilote de ENCODE, un vaste projet international visant à identifier, à classer et à caractériser tous les éléments qui ont une réelle utilité biologique au sein de notre ADN. Plus de 300 chercheurs issus de 80 institutions réparties dans 11 pays sur 4 continents ont participé à ENCODE, parmi lesquels les équipes du prof. Stylianos Antonarakis de l’Université de Genève (UNIGE) et du prof. Alexandre Reymond de l’Université de Lausanne (UNIL).

On sait aussi qu’une grande partie du génome des êtres vivants reste «muette», c’est-à-dire qu’elle ne peut pas être associée à la production d’une protéine. Afin de progresser dans notre connaissance du texte de la vie, il était dès lors nécessaire de faire un pas supplémentaire, en identifiant précisément les éléments fonctionnels (qui ont un rôle) du génome de l’être humain. Cette volonté s’est traduite par le lancement du projet ENCODE (pour ENCyclopedia Of DNA Elements), projet dont la phase-pilote consistait en l’analyse fonctionnelle de 1% du génome.

UNIGE et UNIL, collaborateurs suisses d’ENCODE
Aujourd’hui, la première étape de cet ambitieux projet vient de se terminer. En trois ans, elle aura associé plus de 300 chercheurs issus de 80 institutions réparties dans 11 pays, sur 4 continents. Parmi les biologistes moléculaires et les bioinformaticiens joints au projet, seule l’expertise de deux laboratoires suisses a été sollicitée: celle de l’équipe du prof. Stylianos Antonarakis, au Département de médecine génétique et du développement de l’UNIGE et celle du prof. Alexandre Reymond au Centre intégratif de génomique de l’UNIL.

L’une des principales missions de ces chercheurs consistait à identifier, au sein de la fraction de génome sélectionnée pour cette première phase, tous les gènes codant pour des protéines. C’est dans cette aventure que se sont lancées les équipes des prof. Antonarakism, Reymond et du Dr Montoya, en collaboration avec leurs collègues espagnols, britanniques et américains.

Au terme de leurs travaux, ils ont pu démontrer que les territoires des gènes avaient été amplement sous-évalués par le passé et qu’un grand nombre de gènes possédait des portions, appelées «exons», qui étaient encore inconnues. Ainsi, plus de 80% des gènes ont dû être complétés. Il est également apparu que certains de ces territoires se chevauchent, dans le sens où une même partie du génome peut parfois être utilisée en réseau pour construire des protéines différentes.

Avec les importantes quantités de données recueillies, l’équipe de l’UNIGE a pu, par ailleurs, reconstruire l’arbre généalogique des mammifères. Enfin, il est à noter qu’au plan suisse ces recherches ont été rendues possibles par la mise en place récente de plateformes technologiques de haut niveau au sein des Universités de Genève et Lausanne.

Décoder l’évolution
De manière plus générale, ENCODE a permis d’attribuer une fonction à la grande majorité des parties du génome qui n’avaient pas ou peu changé au cours de l’évolution. De plus, dans les régions qui ont changé, les chercheurs ont été surpris d’identifier également de nombreux éléments fonctionnels. Un résultat qui suggère que l’activité biologique associée à ces éléments ne procurerait pas un avantage sélectif aux organismes les possédant.

Une autre découverte intéressante a été de constater que contrairement à ce que tous les livres de biologie enseignent, une énorme fraction de notre génome est transcrite, c’est-à-dire recopiée sur des molécules d’ARN. Or, bon nombre de ces transcrits ne semblent pas contenir d’information codante, ce qui signifie qu’ils ne pourront jamais être traduits en protéine. Il semble donc qu’ils aient un rôle à jouer pour la vie comme ARN et non comme «marche à suivre» pour créer des protéines. Les ARN pourraient dès lors avoir, plus souvent qu’on ne le pense, leur rôle propre.

De la compréhension au repérage des «fautes» du texte de la vie
Cette phase-pilote d’ENCODE de trois ans aura été essentielle à la compréhension de certains mécanismes biologiques fondamentaux mais aussi à la mise au point d’outils et de méthodologies qui vont permettre l’analyse efficace des autres 99% de notre patrimoine génétique.

Ces résultats sont décrits dans cinq articles publiés le 14 juin 2007 par les revues Genome Research et Proceedings of the National Academy of Science ainsi que dans un important papier collectif de Nature. En outre, il reste à souligner que l’obtention de telles données sur l’ensemble du génome permettra, à terme, de savoir précisément où rechercher les mutations responsables de certaines pathologies ou de la prédisposition à celles-ci. Un pas en avant considérable dans la compréhension des maladies, une avancée à laquelle les généticiens de l’UNIGE et de l’UNIL ne manqueront pas de participer.