Méthylation/déméthylation de l’ADN et expression du génome
Résumé
Methylation/demethylation phenomenons in DNA are master pieces of the maintenance and regulation of the genome. These chemical modifications which do not alter the natural genomic sequence, are mediated by many players. Cytosines within CpG dinucleotides are generally the target of these changes. DNA methylation (by adding a CH3 group in position 5 of the pyrimidine ring) involves DNA methyltransferases (DNMTs) that do not have all the same role. This methylation is not an aleatory mechanism and will involve several parameters. Intrinsic properties of DNMTs, interaction partners of these (RNAs, transcription factor ...) and the direct environment of the DNA (chromatin state, ...) will therefore influence the methylation system. But in parallel to this, there are also demethylation processes. They are usually either passive or active. They will involve new actors such as Ten-Eleven-Translocation proteins (TETs), resulting in new chemical modification of cytosine (e.g., hydroxylation of the methyl group, formylation, carboxylation ...). Many different proteins interact together and affect the demethylation mechanism of DNA. Combined together these mechanisms will have an impact on both non-coding regions of DNA and the coding regions. The consequence is a fine regulation of genomic stability but also of the expression or not of genes. In this review, we will reference and discuss the various aspects of methylation/demethylation of DNA
Les phénomènes de méthylation/déméthylation de l’ADN sont des pièces maîtresses du maintien et de la régulation du génome. Ces modifications chimiques, qui n’altèrent en rien la séquence génomique propre, vont être médiées par de nombreux acteurs. Les cytosines au sein de dinucléotides CpG sont en règle générale la cible de ces modifications. La méthylation de l’ADN (par ajout d’un groupement CH3 en position 5 du cycle pyrimidique) fait intervenir des DNA méthyltransférases (DNMTs) qui n’auront pas toutes le même rôle. Cette méthylation n’est pas aléatoire et va faire intervenir plusieurs paramètres. Les propriétés intrinsèques des DNMTs, les partenaires d’interactions de ces dernières (ARNs, facteur de transcription,…) et l’environnement direct de l’ADN (état chromatinien,…) vont donc influencer les mécanismes de méthylation. Mais en parallèle de cela, il existe aussi des processus de déméthylation. Ils sont en général soit passifs, soit actifs. Ils feront intervenir de nouveaux acteurs comme les protéines ten-eleven-translocation (TETs), entraînant de nouvelles modifications chimiques de la cytosine (par exemple, l’hydroxylation du groupement méthyle, formylation, carboxylation,…). Là aussi, de nombreux partenaires de natures diverses vont interagir ensemble et influer sur la déméthylation de l’ADN. Tout cela va avoir un impact aussi bien sur des régions non codantes de l’ADN, que sur des régions codantes. La conséquence est une régulation fine de la stabilité du génome mais aussi de l’expression ou non des gènes qui le compose. Dans cette revue, nous allons référencer et discuter ces différents aspects de la méthylation/déméthylation de l’ADN.