L'étude de la souris est aujourd'hui indispensable à la compréhension de la physiologie humaine et de ses maladies potentielles. Le 5 décembre prochain, le magazine scientifique Nature publie le séquençage du génome de la souris. Parmi les 223 auteurs impliqués dans le dossier principal de plus de 70 pages, 4 chercheurs sont issus du Laboratoire de génétique médicale du prof. Stylianos E. Antonarakis, collaborateur de l'Université de Genève et des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG). En marge de ce dossier, la même équipe scientifique publie deux articles importants, illustrant les premières applications liées au séquençage. Le premier démontre que la plus grande partie du matériel génétique du chromosome 21 ayant une importance fonctionnelle, ne serait en réalité pas des gènes mais des éléments "non-géniques" jusqu'alors inconnus. Le second annonce la publication en ligne d'un atlas des expressions des gènes de ce chromosome. Deux avancées considérables qui ne manqueront pas de faire progresser la compréhension des maladies génétiques.

Le 5 décembre 2002, le magazine scientifique Nature sort un numéro spécial consacré au séquençage du génome de la souris. Quatre membres du Laboratoire de génétique médicale du prof. Stylianos E. Antonarakis - collaborateur de l'Université de Genève et des Hôpitaux universitaires de Genève - ont participé au dossier principal de ce numéro, fruit d'une collaboration entre vingt-trois laboratoires de sept pays différents. Leur contribution a, entre autres, consisté à déterminer empiriquement un grand nombre de gènes présents chez l'humain et chez la souris. De plus, dans cette édition, Nature mettra particulièrement à l'honneur le même laboratoire genevois en publiant deux autres articles importants, rédigés par l'équipe.

De l'homme à la souris

Le premier article à paraître dans cette livraison de Nature concerne la découverte de régions du chromosome 21, quasi identiques chez l'homme et la souris, mais qui ne sont pas des gènes. Ce travail a été réalisé par les chercheurs de la Division de génétique médicale de la Faculté de médecine de l'Université de Genève, avec l'assistance de membres de la branche lausannoise de l'Institut suisse de bio-informatique.
La comparaison des génomes de la souris et de l'homme est très utile pour identifier les gènes ainsi que leur fonction et, partant, de déterminer leur rôle éventuel dans l'apparition de certaines maladies à composante génétique. En effet, 99% des gènes de la souris sont "homologues" à ceux de l'homme. Les chercheurs peuvent donc étudier sur le rongeur l'effet de certaines mutations et transposer le résultat, avec toutes les précautions d'usage, à l'être humain.

Les scientifiques ont découvert que la plupart des régions communes ne sont pas des portions de gènes, mais de l'ADN dont la fonction est encore inconnue. Ces séquences sont un vestige d'il y a 65-75 millions d'années, époque où les deux espèces ne s'étaient pas encore séparées. Comme celles-ci n'ont pas divergé durant tout ce temps - par mutations successives et inévitables -, les chercheurs ont pu conclure qu'elles sont fonctionnelles.

Si la nature et la fonction de ces éléments "non-géniques" restent encore un mystère, ils pourraient correspondre, pour les scientifiques, à une sorte de message qui régule l'expression des gènes ou qui contrôle la structure des chromosomes. Les Genevois ont consolidé leurs résultats en comparant le génome humain avec des fragments connus de génomes d'autres mammifères et sont arrivés aux mêmes conclusions.

Cette découverte, qui a pour premier auteur le Dr Emmanouil Dermitzakis, a des répercussions importantes sur l'étude du génome et sur la possibilité d'identifier les mutations impliquées dans des pathologies. Elle introduit notamment l'idée que la seule observation des gènes ne suffit peut-être pas à appréhender les maladies génétiques. La compréhension de notre génome serait plus complexe qu'on ne l'envisageait et ces régions "non-géniques" pourraient bien jouer un rôle dans les pathologies humaines ou dans le syndrome de Down, aussi appelé trisomie 21.

L'atlas de la souris

Le deuxième article publié dans ce numéro spécial s'intéresse lui aussi au chromosome 21 et a pour premier auteur le Dr Alexandre Reymond. Les chercheurs de la Division de génétique médicale de la Faculté de médecine de l'Université de Genève ont établi un atlas complet de l'expression des gènes de ce chromosome, en collaboration avec l'Institut TIGEM (Telethon Institute of Genetics and Medicine) de Naples en Italie et l'Institut Max Planck d'Hannovre en Allemagne.

L'atlas contient des milliers d'images microscopiques qui indiquent les parties du corps (tissus ou organes) et les stades du développement de l'organisme où les différents gènes sont exprimés. La totalité de ces images et l'interprétation des résultats de cette étude peuvent d'ailleurs être librement consultés par les membres de la communauté scientifique sur Internet.

Les scientifiques ont également utilisé le modèle de la souris pour parvenir à ce résultat. Ils ont isolé tous les gènes du rongeur correspondant aux gènes du chromosome 21 humain. Cette tâche a été rendue possible par le séquençage du génome de l'homme (qui contient entre 30'000 et 40'000 gènes) et de celui la souris, ainsi que par le développement de programmes informatiques sophistiqués, capables de reconnaître les gènes homme-souris homologues.

Trois laboratoires européens, la Division de Génétique Médicale de la Faculté de Médecine de Genève, l'Institut TIGEM de Naples et l'Institut Max Planck d'Hannovre, ont uni leurs forces et leurs expertises dans cet effort. Il s'agit d'un travail considérable, c'est pourquoi ils ont commencé avec le plus petit des chromosomes: le chromosome 21. Cette collaboration a été dirigée à Genève par le prof. Stylianos E. Antonarakis et le Dr Alexandre Reymond.
Les résultats de cette recherche offrent avant tout la possibilité d'évaluer la part de responsabilité des gènes du chromosome 21 humain dans les multiples symptômes et caractéristiques du syndrome de Down, la cause la plus fréquente de retard mental. En sachant où un gène est exprimé, il sera possible de prédire quel tissu ou organe sera affecté en cas de mutation ou d'altération de ce dernier.

Mais cette étude représente également un pas supplémentaire dans l'annotation des différents gènes des génomes de l'homme et de la souris. Elle permet aux chercheurs de s'approcher un peu plus du but, qui reste la découverte de la fonction de tous les gènes du génome humain. Enfin, elle perpétue la tradition académique du libre-échange des données et des informations et démontre la capacité des laboratoires européens à établir des collaborations aussi fructueuses que productives.

Ces recherches ont été en partie financées grâce au soutien du Fonds national suisse, du NCCR Frontiers in Genetics, de l'Union européenne et des fondations ChildCare et Lejeune.

Pour tout renseignement complémentaire, n'hésitez pas à contacter:
le prof. Stylianos Antonarakis au tél. 022 702 57 08 ou 022 702 57 07

Le Service de la communication des Hôpitaux universitaires de Genève
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Genève, le 5 décembre 2002