Épigénétique et empreinte parentale Flashcards
Brièvement, comment se fait la transcription d’un gène?
- Facteur de transcription se lie au promoteur du gène qui contient TATA box = changement de la configuration de la chromatine
- Facteur de transcription recrute toute la machinerie de transcription
- TATA box recrute coactivateur qui recrute ARN poylmérase - Force d’interaction entre FT et machinerie = vitesse de transcription = nombre d’ARNm produit par minute
Qu’est-ce que la chromatine?
ADN + échafaudage de protéines (facteur de transcription et histones)
Quels sont les 4 principes des marques épigénétiques?
- permet d’altérer la chromatine pour controler la transcription sans modifier la séquences de nucléotides d’ADN
- marques sont transmises aux cellules filles de facon fidèle (garantit une différentuatuin irréversible)
- marques sont effacés au stade de l’embryon précoce (4 premier jour pc)
- déméthylation globale de l’ADN au stade de la morula
- empreinte parentale épargnée (exception à la règle) - reprise du marquage au stade du blastocyste (128 cellules)
À quel moment toutes les marques épigénétiques sont-elles effacées?
effacée au stade de la morule/embryon précoce (32 cellules)
- jusqu’au jour 4 pc
- blastomères deviennent totipotents pendant cette période
Dans quelles situations les marques épigénétiques sont-elles réversibles?
dans le cancer:
- réactivation des gènes normalement inhibés/inactifs
- inhibition des gènes actifs/normalement transcrits
Quelles sont les différentes marques épigénétiques qui permettent d’inactiver un gène et quels sont leurs 4 niveaux de classification?
- méthylation de l’ADN
- méthylation (des cytosines) - structure des nucléosomes
- empreinte parentale - alteration des histones
- acétylation
- méthylation
- ubiquitination
- phosphorylation - Protéines polycomb (Pc) et trithorax (TTX)
- Eu/hétérochromatinisation
Quelle est la cause principale des mutations ponctuelles?
Les cytosines méthylées qui s’oxyde spontanément en uracile et qui agissent comme thymines pendant les divisions cellulaires
Quels les étapes de la méthylation, la transmission du patron de méthylation de l’ADN et son principe?
Étapes:
1. facteur de transcription inhibiteur se lie à la séquence d’ADN
2. FT-i recrute “DNA méthyl-trasnférase” (DNMT)
- ajoute des groupements méthyl sur le 5e carbone des cytosines des ilots/dinucléotides CpG = empêche en partie les facteurs de transcription activateurs de se lier à l’ADN
4. cytosines méthylés recrute le MeCP
- grosse protéine qui permet encore plus d’empêcher les facteur de transcription activateur de se lier à l’ADN
- plus efficace que cytosine méthylé à lui seul
Transmission du patron:
1. double brin d’ADN méthylés sont dénaturés (séparés) en ADN simple-brin (ssDNA)
3. ADN polymérase copie les simple bras sans recopier les patron de méthylation:
- formation de 2 molécules d’ADN avec un brin méthylé et l’autre non
3. nouveaux brins vont se faire méthylé par DNMT (de la même manière qu’expliquer précédement)
Principe:
- méthyler les cytosines des ilots CgG pour empêcher la liaison des facteurs de transcriptions activateurs
Comment la méthylation contrôle-t-elle l’acétylation des histones?
MeCP recrute l’enzyme HDAC (histones déacétylase) qui permet de compacter la chromatine par acétylation des histones de l’ADN
Quel est le principe de l’acétylation des histones et qu’est-ce que cela controle?
Histones H4 se font acétylé ou déacétylé:
- H4 = 4 lysine qui peuvent recevoir un groupement acétyl (le nombre de lysine acétylé régule activation des gènes)
- 1 ou moins lysine acétylé = hypo-acétylation = gène inactif = nucléosome compact
- 3 ou plus lysine acétylé = hypera-cétylation = gène actif = nucléosome moins compact
Acétylation des histones contrôle:
- formation des nucléosomes
- compaction de l’ADN en chromatine
Acétylation forme euchromatine (gène actif)
Comment l’acétylation des histones favorise la transcription?
Acétylation change la structure secondaire et tertiaire de la chromatine = permet de controler l’accès des facteurs de transcription sur l’ADN
Beaucoup acétylation = nucléosomes moins compacts = meilleur accès aux FT et aux gènes = favorise transcription
Quel syndrome est associé au gènes MeCP2
- localisation mutation (gène/protéine) et effet
- mode de transmission
- présence homme/femme
- phénotype
- espoir thérapeutique
- mutation du Xq28 = syndrome de Rett
- gène MeCP2
- protéine MeCP modifiée, donc anomalie de la méthylation de l’ADN (qui est essentiel pour le développement de l’embryon)
- transmission lié X dominant
- létal chez l’homme, donc seulement présence chez la femme
Phénotype:
- développement normal 6-18mois
- Hypotonie = scoliose sévère
- Microcéphalie progressive
- retard mental sévère
- retard de langage sévère
- mouvement stéréotypés et répétitifs des mains et bouche
- incoordination sévère; ataxie
- EEG anormal; convulsion/épilepsie
- espoir thérapeutique: médicament qui réactive MeCP2
Quels sont les marques épigénétiques du X inactif chez la femme?
- hyperméthylation: pas d’accès au gène
- hypo-acétylation; hétérochromatinisation
= lyonization, c’est-à-dire l’inactivation du chromosome X
Quelles sont les modification des histones possibles?
- acétylation
- méthylation
- ubiquitination
- phosphorylation
- glucosylation
- ADP-ribosylation
- SUMO-isation
Qu’est-ce que le code d’histone?
Toutes les modifications que peuvent subir les histones pour rendre les gène +/- accessibles (pour contrôler la transcription)
Quels sont les 2 catégories de modifications qui contribuent au code d’histones et leur effet?
- les acides aminés spécifiques des histones H1-H4 qui sont modifiés (acétylation, méthylation, phosphorylation, etc.)
- type et nombre de molécules régulatrices qui peuvent s’ajouter
- 50 environ
- effet sur la transcription: soit ouvre ou compact la chromatine pour activer our inhiber sa transcription
Qu’est-ce que le trithorax et polycomb? Quels sont leurs rôles brièvement?
Ce sont 2 famille de grandes protéines contrôlant l’expression des gènes conyigus
- ils sont recrutés par des histones spécifiquement modifiés et modifie eux-même le code des histones
Trithorax (TTX): permet euchromatinisation
1. active transcription sur de longs segments d’ADN
Polycomb (Pc): permet hétérochromatinisation
1. inhibe la transcription sur de longs segments d’ADN
Quel le role de polycomb?
Recruter sur le code d’histones pour modifier le code d’histones
- groupe polycomb est transmis aux cellules filles pendant la mitose = marque épigénétique
- inhibe la transcription des gènes
Quel est le rôle de trithorax?
Se fixe à l’adn par reconnaissance des histones modifiés pour activer la transcription
- recruter sur le code d’histones pour modifier le code d’histones
- groupe trithorax est transmis aux cellules filles pendant la mitose = marque épigénétique
Que sont les topoïsomérases?
Change la structure tertiaire de la chromatine en faisant glisser le nucléosome sur l’ADN = fonction topoïsomérase
- glissement du nucléosome sur ADN pour faire d’exposer le promoteur et pour que le facteur de transcription le lie à l’activateur qui est vis-à-vis
- il faut que ca roule et déroule à la bonne distance
Comment les spermatozoide acquièrent-ils des histones?
spermatozoides ont pas d’histones, mais ADN enroulé autour de protamines (petites protéines)
- permet une compaction plus dense de l’ADN = ADN ne peut pas être transcrit
après la fécondation:
- protamine remplacée par des histones pour enroulé parfaitement ADN pour rendre gènes requis accessibles
- mécanisme d’association entre ADN-histones doit être parfait sinon cellule meurt
Comment peut-on entrer dans le cycle d’inhibition de la transcription?
Via différents mécanisme:
- méthylation des cytosines
- désacétylation des histones
- autres changements des histones
- recrutement Pc, DNMT, TTX, FT-i
- dsRNA
Quand un mécanisme décide d’inhiber un gène, ce gène est irrémédiablement inactivé dans cette cellule et dans toutes ses descendances
Quels sont les 2 contrôles réalisés par l’ARN sur la trancription?
- contrôle pré-trancriptionnel
- contrôle post-transcriptionnel
Quel est le % de notre génome est transcrit en ARN et quels sont les issus majoritairement?
60-80% génome transcrit en ARN
- majorité non-codant (donc, non-traduit en protéine)
*ARN non-codant ont tout de même un impact physiologique et physipathologique important
Quel est le fonctionnement du contrôle pré-transcriptionnel par l’ARN?
- ARN double brin(ARNds) vient se fixer à l’ADN double brins de séquences parfaitement complémentaire = structure quadrivalente
- liaison permet de recruter la protéine Met1
- Met1 méthyle les cytosines des dinucléotides CG sur la séquences d’ADNds
- une fois cytosine méthylé, plus besoin de ARNds et de Met1, car patron de méthylation irréversible et transmis aux cellules filles
*possible par les siRNA et lncRNA
Qu’est-ce que le controle post-transcirpitionnel de l’ARNm par l’ARN? Décris:
- objectif
- étapes/fonctionnement
Objectif: dégrader les ARNm par des siRNA (small interfering RNA) ou miRNA (micro-RNA)
- transcription de l’ARN pour former de l’ARN double brin (ARNds), 2 possibilités:
a. transcription de l’ADN pour former un brin d’ARN
- brin d’ARNss se replier pour former une épingle à cheveux, car deux séquences complémentaire d’une extrémité à l’autre du brin d’ARNss permet aux nucléotides de s’apparier = formation d’une épingle d’ARN = RNAds
b. transcripion des deux brins d’ADN en ARN pour former deux brins d’ADN complémentaires qui vont s’apparier = RNAds - ADNds reconnu dans le cytoplasme par l’enzyme Dicer qui clive l’ADNds en fragment de 22 nucléotides (environ) pour former siRNA (double brins)
- une fois que Dicer coupe en dsRNA en petits segments, il les dénaturent en siRNA (simple brin) - le siRNA est incorporé dans l’enzyme RISC qui se promène dans cytoplasme
- RISC recrute des ARNm qui contiennent une séquence complémentaire au siRNA
- appariement du siRNA sur ARNm - RISC clive l’ARNm lié au siRNA = empêche la traduction de l’ARNm du gène du siRNA en protéine
Autre que les siRNA ou miRNA, quels autres ARN ont un rôle crucial dans l’épigénétique?
- endo-siRNA
- piRNA
- circRNA
rôle: régulation de la transcription pendant l’embryogenèse, différenciation cellulaire et carcinogenèse
Qu’est-ce qu’un lncRNA et quels sont ses 2 rôles?
ARN non traduits formés de plus de 200 nt (nucléotides)
- dizaine de milliers dans le génome
- rôle pré-transcriptionel
- modifie le code d’histone ou la chromatine
- ex: XIST permet l’inactivation du X
- ex: H19 pemet de moduler l’expression de IGF2 sur chromosome Y - rôle post-transcriptionnel
- augmente ou diminue la demi-vie des ARNm
- se lie au ARNm pour augmenter leur demi-vie = augmenter traduction en protéine
- se lie au ARNm pour diminuer leur demi-vie = dégrader l’ARNm = pas de traduction
À quoi sert la cascade de lncRNA dans l’embryogénèse?
rôle dans le développement embyonnaire
- complexité des organes est proportionnelle à la diversité des lncRNA dans un organe chez un organisme
- présence des lncRNA contribue à la diversification des cellules et des tissus pendant embryogénèse
Quel est le role des miRNA dans l’état souche, dans la différenciation des cellules et dans le passage de l’un à l’autre?
Dans une cellule souche:
- gène codent pour protéine et pour miRNA ESCC
- miRNA ESCC favorise la production/traduction de protéine (facteur souches) qui caractérise la cellule comme étant souche (ex: Lin 28 et Myc); favorise la cascade qui détermine l’état souche
Dans une cellule différenciée:
- gènes miRNA let7
- Let7 inhibe la cascade de l’état souche; de production des protéines de la cellule souche et la transcription des miRNA ESCC
Passage d’une cellule différencie à souche:
- miRNA mir302 et miRNA-367 ajouté à une cellule différenciée = revient à l’état souche
Explique la mutation de la myostatine avec contrôle post-transcriptionnel par l’ARN
- effet myostatine
- mutation
- controle
myostatine: protéine qui inhibe la croissance musculaire
mutation texel (provient expérience des brebis texel) du gène de la myostatine
controle post-transcriptionnel::
1. mutation permet à l’ARN de la myostatine d’avoir des sites de reconnaissance (séquence dans l’ARN) pour les miRNA miR1
- miRNA miR1 se trouve dans des complexes RISC
- liaison de l’ARNm muté de la myostatine à miR1 dans le complexe RISC = clivage de l’ARNm muté de la mysotatine = pas de protéine produite
effet = pas myostatine = hypertrophie musculaire
Quel est le lien entre l’empreinte parentale et les lois mendélienne?
l’empreinte ne suit pas les lois mendélienne
- certains gènes vont être exprimés ou transcrits différement selon leur présence sur un chromosome paternel ou maternel
- environ 100-200 gènes ont une empreinte parentale
Donne un exemple d’empreinte parentale.
H19 exprimé seulement par chromosome maternel (présent sur chromosome paternel)
IGF2 exprimé seulement sur chromosome paternel (présent sur chromosome maternel)
- H19 = ARN traduit qui diminue/inhibe partiellement l’expression de IGF2 d’origine paternelle
Quel est le role du gène H19?
H19 = ARN avec expression maternelle
- permet d’inhiber partiellement l’expression du gène IGF2 sur le chromosome paternel
Que veut on dire par empreinte parentale et quel est son lien avec épigénétique?
Gène soumis à l’empreinte parentale est le gène qui est inactivé sur le chromosome de la mère ou du père, c’est-à-dire que ses allèles ne sont pas transcrits de façon identique
- si un gène à une empreinte paternelle; l’allèle du père est inactivée sur ce chromosome
- empreinte parentale est un phénomène épigénétique: modifique l’expression de génome sans modifier les nucléotides spécifiquement
Pourquoi l’empreinte parentale est un phénomène épigénétique?
- parce que toutes les empreintes parentales vont être effacées pendant la méiose
- nouvelles marques épigénétiques pour établir l’empreinte parentale dans les gamète selon le parent (et non selon l’origine grand-parentale)
- gamète de la femme vont toutes refaire empreinte maternel
- gamète de l’homme vont refaire empreinte paternelle
- marque de l’empreinte se font par méthylation de micro-région sur un chromosome
Comment se fait le marquage de l’empreinte parentale dans un chromosome?
se fait par méthylation différentielle de micro-région dans le chromosome vers la fin de la méiose
Au stade embryonnaire, comment sont réguler les marques épignétiques de l’empreinte parentale?
- au stade la morula, toute l’ADN est dé-méthylé, sauf pour les gènes soumis à l’empreinte parentale (pas de déméthylation pour les allèle inactives de l’empreinte)
- gène soumis à l’empreinte parentale vont s’inactiver à différents moments selon les tissus
- un gène peut être inactivé très tot ou très tard dans embryogénèse
- le même gène peut être inactivé rapidement dans un organe vs dans un autre
Quels sont les 2 types d’empreinte parentale?
partielle: gène soumis à l’empreinte parentale n’est pas complètement inactivé
- allèle d’un parent plus exprimé que l’autre
- gène soumis à l’empreinte parentale dans un seul tissu (variable d’un tissu à l’autre)
ex: certains gènes expriment leur empreinte seulement dans le placenta
totale: gène soumis à empreinte complètement inactif
- l’allèle d’un parent est complètement inactivé
Quel môle correspond à la souris androgénétique? Quels sont les risques et qu’est-ce que cela prouve?
Môle hydatiforme complète composée de 46 chromosomes masculins (2 jeux haploïdes paternel = zygote androgénétique)
- fécondation d’un ovule sans noyau
- absence de foetus
- villosité placentaire volumineuses et oedematiées
- trophoblaste hyperplasique
risque: évolution en choriocarcinome; cancer
provenance/preuve: transplantation de pro-nucléi dans des ovules de souris prouve l’empreinte parentale (on le fait 1 fois avec empreinte maternelle/zygote gynogénétique et l’autre avec l’empreinte paternelle/zygote androgénétique)
Quels sont les effets d’une mole complète hydatiforme (frein/accélérateur) + résultat?
2 chromosomes d’origine paternel =
1. Frein H19 x 0: empreinte paternelle
2. Accélérateur IGF2 x 2: exprimer sur le chromosome du père
Résultat:
- Placenta volumineux et oedematié = risque de cancer
- Absence de foetus
Quels sont les 3 types de grossesses molaires et triploïdes qui mènent à une changement dans la croissance du placenta?
Môle complète
- 46 chromosomes paternels
Môle partielle: triploidie paternelle
- 46 chromosomes paternels
- 23 chromosomes maternels
= 69 chromosomes
Triploïdies non-molaire: triploidie maternelle
- 46 chromosomes maternels
- 23 chromosomes paternels
= 69 chromosomes
Qu’est-ce que la triploïde et que provoque-t-elle?
présence de 69 chromosomes dans les cellules du foetus et du palcenta
- 3 jeux haploïdes de 23 chromosomes
Poly-malformation:
- coeur
- cerveau
- palais
- placenta
Concernant la triploïdie paternelle, décris:
- synonyme
- jeux de chromosome
- causes
- effets sur copies de gènes (frein/accélérateur)
- effets phénotype
syn: môle partielle ou triploïdie molaire
69 chromosomes = 46 chromosomes paternels + 23 chromosomes maternels
causes:
1. dispermie: 2 spermatozoides fécondent l’ovocyte
2. spermatozoide avec 46 chromosomes (méiose anormale)
effets gènes:
- 2 copies actives des gènes d’expression paternel et 1 copie active des gènes d’expression maternel
- frein H19 x 1
- accélérateur IGF2 x 2
phénotype:
- placenta et villosités volumineux, hyperplasiques et oedématiés
- embryon absent ou avec RCIU (retard de croissance in utero)
- faible développement en cancer
Concernant la triploïdie maternelle, décris:
- synonyme
- jeux de chromosome
- causes
- effets sur copies de gènes (frein/accélérateur)
- effets phénotype
syn: triploidie non-molaire
69 chromosomes = 46 chromosomes maternels + 23 chromosomes paternels
causes:
- fusion du pronucleus ovocyte et du corps polaire = ovocyte avec 46 chromosomes
- ovocyte avec 46 chromosome par méiose 2 anormale
effets gènes:
- 2 copies de gènes d’expression maternelle et 1 copie des gènes d’expression paternel
- frein H19 X 2
- accélérateur IGF2 x 1
phénotype:
- placenta très hypoplasique
- foetus avec RCIU
- hydrocéphalie
- pas risque évolution cancer
Pourquoi il a-t-il des villosités extrêment vollumineuses dans la môle complet/diploïdie paternelle et moins dans la môle partielle/triploïdie paternelle?
en raison du gène P57
- le P57 possède une empreinte parentale partielle (paternelle = gène sur le chromosome du père n’est pas exprimé dans tous les tissus)
- le P57 s’occupe de la régulation de la taille et de la structure des villosités placentaires.
- diploïdie paternelle = pas de P57 maternelle = seulement certaines cellules qui régule les villosités placentaires = villosités volumineuse et très hydropique
- triploïdie paternelle = 1 “kit” maternelle P57 et 2 “kit” paternelle P57 = meilleurs régulations que diploïdie, car contient le P57 maternelle, mais si compense pas entièrement pour les 2 copies du P57 paternelle
Comment se produit la disomie uniparentale (maternelle)?
- erreur pendant la méiose; non-dysjonction
- une gamète avec 24 chromosomes (ex; 2 copies chrom 15) et un gamète avec absence du chrom 15 - pendant la fécondation, ovocyte avec 24 chromosomes (2 chrom 15) permet de former un zygote 47+15mat
- sauvetage de trisomie pendant la formation du blastocyste, cellule qui forment le bouton embryonnaire perdent un chromosome 15 (soit maternel ou paternel)
- cellule du bouton disomiques; perte du chromosome 15 paternel = possède 2 chromosome 15 maternel (absence de des gènes d’expression paternelle) = disomie maternelle
- cellules du trophoblastes = trisomiques (pas de sauvetage)
Dans les disomies uniparentales, qu’est-ce que la différence entre l’hétérodisomie et l’isodisomie?
Hétérodisomie: non-disjonction pendant la méiose 1
- les cellules possèdent 2 copies du chromosome homologue d’un parent, c’est-à-dire 1 chromatide de chaque chromosome homologue de la paire dans la même cellule
Isodisomie: non-disjonction pendant la méiose 2
- les cellules possèdent 2 copies identiques du chromosome, c’est-à-dire les 2 chromatides d’un des chromosomes homologues de la paire ce retrouve dans la même cellule
*hétérodisomie moins létales qu’isodisomie, car dans isodisomie si 2 copies de gènes récessifs létales = mort direct
Quelles sont les 4 maladies connues liées à l’empreinte parentale?
Syndrome de Prader-Wili
- délétion de l’allèle paternelle du gène SNRPN sur 15q11-13
Syndrome d’angelman
- délétion de l’allèle maternelle du gène UBE3A sur 15q11-13
Syndrome de Beckwith-Wiedemann (MAN = délétion mère)
- délétion de l’allèle maternelle H19 du gène 11p15.5 ou
- duplication de l’allèle paternelle IGF2 11p15.5
- disomie unipaternelle
Syndrome de Silver Russell
- absence méthylation de H19 de l’allèle paternel 11p15.5
- duplication allèle maternel H19 11p15.5
Quels sont les lien entre empreinte parentale et fécondation in vitro?
Les risques de développer le syndrome de beckwith widemann et de silver-russel sont augmenté pour les parents qui ont un fécondation in vitro
- problème ne serait pas dans la fécondation in vitro, mais provient de la gamétogénèse du couple
- anomalie des gamètes maternel ou paternel rend le couple infertile
- hormones de la FIV permet développement de l’embryon même si il présente des anomalies d’empreinte parentale
fécondation in vitro augmente pas le risque de angelman et trader wili
Pourquoi le domaine 11p15.5 est important?
domaine qui possède plusieurs gènes qui ont une expression maternelle ou paternelle et qui sont soumis à des empreintes parentales selon l’origine parentale du chromosome
- contient entre autre gène H19 (expression maternelle) et IGF2 (expression paternelle)
- controle la croissance: H19 = frein et IGF2 = accélérateur
Quels sont les rôles de IGF2 et H19?
H19: ARN pas traduit en protéine qui inhibe partiellement l’expression de IGF2
- digéré en miRNA pour inhiber partiellement action de IGF2 (via RISC; post transcriptionnel)
- gène suppresseurs de tumeurs (origine maternelle)
IGF2: insulin growth factor 2
- protéine
- facteur de croisance
- fonction: induction, prolifération (proto-oncogène) et migration cellulaire
- surexprimé dans les cancer
Quel gène est responsable du syndrome de beckwith wiedeman, quel est le phénotype classique et l’incidence?
1/15 000
sur-expression de IGF2
phénotype:
- triade classique: omphalocoele, macroglossie, gigantisme asymétrique/hémi-hypertrophie (plus à droite)
- viscéromegalie: rein, foies, surrénales, coeur, gonades, pancréas
- hyperinsulinémie néonatale
- lobes d’oreilles striés
Quel est le % des patient atteint par BWS qui développent des tumeurs embryonnaires? Nomme des exemples de tumeurs.
5-10%
Ex:
- Wilms
- Hépatoblastome
- Neuroblastome
- Tumeur cortico-surrénalienne
- Rhambdomyosacrome
Quels sont les mécanisme causant la surexpression de IGF2 dans BWS?
- mutation/délétion de H19 dans allèle maternelle (del11p15.5)
- perte inhibtion de H19, car absence totale de H19 qui ne peut pas inhiber IGF2 paternel = surexpression IGF2
- frein H19 x 0
- accélérateur IGF2 x 1 - duplication du gène IGF2 de allèle paternel (dup11p15.5pat)
- surexpression de IGF2 présent en 2 copies, donc H19 insuffissant pour inhiber les 2 IGF2
- frein H19 x 1
- accélérateur IGF2 x 2 - disomie uniparentale paternelle (2 chromosomes 11 paternels)
- absence du chromosome 11 maternel = absence de H19
- deux copies paternelle de IGF2
- frein H19 x 0
- accélérateur IGF2 x 2
Quel est le gène en cause dans le syndrome de Silver-Russel et quel est le phénotype?
sur-expression de H19 = inhibition de IGF2 (délétion allèle paternelle)
phénotype:
- retard de croissance
- retard de développement cognitif et moteur
- trouble d’apprentissage si hypoglycémie
Quels sont les mécanisme causant la surexpression de H19 dans SRS?
- oublie de méthylation de H19 dans allèle paternel
- frei H19 x 2
- accélérateur IGF2 x1 - duplication de H19 dans allèle maternelle (dup11p15.5mat)
- surexpression de H19 qui inhibe plus IGF2
- frein H19 x 2
- accélérateur IGF2 x 1
Sur quel facteur agissent principalement les gènes soumis à l’empreinte parentale et quel est le rôle des allèles maternels vs paternels?
gène avec empreinte agissent sur la croissance
- allèle paternel actif; proto-oncogène
- favorise la croissance - allèle maternel actif; anti-oncogène; supresseur de tumeur
- inhibe la sur-croissance
Comment agissent les gènes maternels et paternels d’empreinte parentale sur le bébé?
- gène paternel; grossissant le bébé au détriment de la mère (meilleure survie du bébé)
- gène égoïste - gène maternels; veulent pas que la mère meurent donc inhibe l’effet des facteurs de croissance paternel
Quel est le phénomène à la base du cancer et quels sont les 3 mécanismes en jeu?
sur-expression des gènes égoïste paternels qui sont proto-oncogène et des facteurs de croissance
- perte non-spécifique de l’empreinte parentale
- perte de l’allèle inhibteur (ex: délétion 11p15.5 maternelle = perte H19)
- trisomie avec gain d’une allèle actif qui cause croissance
- 2 copies du gène égoiste
- disomie uniparentale paternelle dans BWS
*les proto-oncogènes sont réactivés = permet évolution de clones plus aggressifs (possibilité de cancer)
Quel est le lien entre l’ADN-méthyl-transférase et le cancer?
DNMT contribue à la méthylation, donc inactivation du gène
synthèse de DNMT diminuée dans cancer = déméthylation des proto-oncogène (gène de croissance soumis à l’empreinte parentale)
- réactivation des proto-oncogène qui favorise la croissance cellulaire
*même principe pour HDAC
Quels sont les principes à la base de la génétique classique des cancers qui mettent l’accent sur la séquence d’ADN?
- délétion
- translocation
- mutation poncutelles
- frameshift; décalage dans le cadre de lecture
- anomalie numérique
Quels sont les effets de la diminution de la synthèse de DNMT sur le cancer?
réactive des gènes non-spécifique qui permet la dé-différenciation des cellules
- ex: retrouver cellule rétine dans le foie
- cellules différenciés reprennent des fonctions agressives et envahissantes (se dé-différencie)
Réactivation active gène:
- oncogène; croit plus vite
- télomérase; cellule meurt pas
- facteurs angiogéniques; formation de vaisseaux pour augmenter apport nourricier
- CAMs favorisant métastases
Quels sont les effets de l’augmentation de la synthèse de DNMT sur le cancer?
inactivation non-spéficiques des gènes
inactivation des gènes:
- anti-oncogène; diminue croissance
- cascade apoptotique; induit mort cellulaire
- inhibiteur d’angiogénèse
- CAMS inhibant métastase
Comment se fait la réplication cellulaire dans le cancer selon le patron de méthylation?
sans cancer:
- DNMT reprend le même patron de méthylation lors de la réplication de l’ADN (DNMT est spécifique)
dans le cancer:
- perte de spécificité de DNMT qui méthyle les régions de l’ADN de facon aléatoire = activation/inactivation de gènes de façon non-spécifique
Quelles sont les similitudes entre l’embryon et le cancer?
- prolifération
- invasion
- migration
- néovascularisation
- immortalité
gènes requis pour ces fonctions sont réactivés dans le cancer
Quelles sont les implications diagnostics des similutude entre l’embryon et le cancer?
Hyperméthylation (anomalies épigénétiques) survient très tôt dans la carcinogenèse = marqueur précoce du cancer
- permet de diagnostiquer moléculairement et de façon pré-coce
- utilise l’apparitition de méthylation anormale dans les cellules desquamé des selles (ex: adénomes colo-rectaux (tumeur pré-cancéreuse) et d’adénocarcinomes colo-rectaux)
- analyse l’hyperméthylation grâce aux techniques de PCR qui y sont très sensible
Quelle est l’hypothèse des 2 insultes de Knudson (2 hit theory) dans le cancer?
inclut insultes épigénétiques et insultes mutation conventionnelle
Quelles sont les implications thérapeutiques en oncologie liée avec DNMT et HDAC?
développement de médicament qui inhibent DNMT et HDAC pour réactiver de facon non-spéficique des gènes supresseurs tumeurs
- quand DNMT augmente trop = inactivation non-spécifique de gènes (entre autres des gènes anti-oncontiques/suppresseur de tumeurs)
- ex: réactiver le gène qui exprime la protéine P53 qui induit apoptose des cellules tumorales
Quelle est le taux de réponses dans les différents cancers (adénocarcinome) au inhibiteurs de DNMT?
- seins
- colorectal
- ovaire
- poumons
- prostate
- seins: 63%
- colorectal: 30%
- ovaire: 25%
- poumons: 20%
- prostate: 16%
Quel est le rôle des miRNA dans le cancer du sein?
rôle dans la prolifération et la différenciation cellulaire dans le cancer
miRNA oncomir:
- favorise la croissance/prolifération cellulaire
- oncogénique
miRNA anti-oncomir;
- agir comme suppresseur de tumeur
Donne un exemple de voie de signalisation controler par les miRNAs.
transition épithélio-mésenchymateuse
Quelle est la cause des symptômes dans la maladie de Huntington, syndrome du X fragile et ataxie spinocérébelleuse et quel traitement a été développé?
ARN muté qui produit une protéine toxique qui induit les symptômes
- traitement vise à utilisé les miRNA pour cliver les ARNm et empêcher formation protéines mutées
- miRNA reconnaît l’allèle anormal (qui a plus que “xyz” nombre de copies) et détruit l’ARNm anormal produit qui ne peut donc pas produire une protéine mutée = empêche l’accumulation de la protéine cytotoxique dans le corps
Quel traitement thérapeutique a été développé pour traiter la maladie de Huntington?
maladie dont le gène huntigine mutée produit une protéine toxique
- répétition du triplets CAG plus que 35-40
traitement:
- miRNA se fixe à l’ARNm muté du gène huntingtine
- clive l’ARNm et empêche la formation et accumulation de protéine toxique (huntingtine mutée)
nécessite une injection permanente de miRNA dans canal rachidien
Quels sont les 3 objectifs de CRISPR?
- inactiver 2 allèles d’un gène ou inactiver l’allèle mutée d’un gène
- remplacer un gène muté par un gène normal
- ajouter un nouveau gène
Quels sont les étapes du fonctionnement de CRISPR?
- formation d’un complexe avec sgRNA (single guides RNA) et Cas9 (enzyme)
- liaison/hybridation du sgRNA avec un brin complémentaire de l’ADN double brin
- clivage/coupage des 2 brins d’ADN par Cas9
- réparation de la cassure (2 options)
a. sans guide: ligase va réparer la cassure va recoller les 2 extrémités et laisser une microdélétion ou micro-duplication qui rend le gène inactif = knock out
b. avec un guide: la machinerie répare la cassure et synthétise un nouveau segment d’ADN identique au guide
- si le guide contient une séquences différente, mais complémentaire à l’ADN aux 2 extrémités = permet de rajouter un nouveau gène ou de remplacer le gène muté par un normal = knock in
Comment peut-on utiliser CRISPR avec la maladie de Huntington?
on peut procéder à l’inactivation de l’allèle mutée pour empêcher la production et accumulation de protéine toxique (de manière théorique)
Quel traitement effectué par CRISPR en oncologie est en cours d’approbation?
CRISPR permet d’inactiver les deux allèles du gène PD-1 des lymphocytes T pour que ces cellules reconnaissent et tuent les cellules malignes du cancer
Comment peut on modifier Cas9 pour qu’elle adopte une autre fonction? Quel est le but?
- inactiver les 2 sites enzymatiques qui coupent l’ADN de Cas9 = ADN se lie au complexe Cas9-sgRNA
- ajouter un site enzymatique qui a une dé-aminases
but:
- donner une fonction déaminase a Cas9 ce qui permet de transformer C en T = réparation de mutations ponctuelles
Est-ce que CRISPR-Cas9 est une thérapie génique utile chez l’embryon?
Non, car elle cause des perturbations majeurs du génome (= enfants malades)
Quels facteurs en intergénérationnels peuvent être transmis par épignétique à l’embryon?
Stress
- impact comportementale, cognitif, et pathologique
- contrôle épigénétique du gène du cortisol
Nutrition (empreinte nutritionnelle):
- mère en déficit calorique = impact foetus qui le suit jusqu’à l’âge adulte
- ex: croissance, obésité, HDL-LDL, cholestérol, arthéroscléorse, hypertension à l’âge adulte
Quel est le lien entre l’ARN et la mémoire?
L’ARN contient des marqueurs épigénétiques qui aide/contrôle en partie la mémoire
