Une équipe australienne, dirigée par Marcel E. Dinger et Daniel Christ de l’Institut de recherche médicale de Garvan, a observé pour la première fois une nouvelle forme d’ADN dans des cellules humaines, les i-motifs. Déjà décelés dans les années 90 in vitro, une étude publiée dans la revue Nature Chemistry (« I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells », 2018) a permis de confirmer la présence de ces i-motifs dans les cellules humaines.

L’ADN, support de l’information génétique, est constitué de deux brins antiparallèles formant une double hélice. Chacun de ces brins est un enchaînement de nucléotides (adénosine, guanine, cytosine et thymine). Cependant il existe d’autres formes du matériel génétique, autre que la double hélice, tel que l’ADN G-quadruplex.

Ces i-motifs découverts sont une nouvelle configuration à quatre brins de l’ADN. Ils forment une « boucle » dans les régions riches en cytosine, principalement observées au niveau des télomères. Les cytosines répétées, normalement liées à la guanine, se lient ici entre elles par des liaisons hydrogènes et forment alors une boucle dans l’ADN.

ADN en « i-motif »

© Garvan Institute of Medical Research, Zeraati et al.,Nature Chemistry 2018

Dans les années 90, cette forme avait déjà été observée in vitro à pH acide ; le but de cette nouvelle étude était donc de les détecter dans les cellules humaines. Pour cela, un fragment d’anticorps (iMab) a été élaboré. Il a permis de reconnaître spécifiquement ces i-motifs. Ces derniers apparaissent grâce à un composé fluorescent présent sur les anticorps, selon le principe d’immunofluorescence utilisé par l’équipe australienne.

Dans le noyau, les i-motifs disparaissaient et réapparaissaient des régions riches en cytosine. L’étude de leur emplacement montre qu’ils se forment en fin de phase G1 du cycle cellulaire, phase pendant laquelle l’ADN est transcrit en ARN. Les i-motifs ont notamment été localisés dans les régions télomériques, impliquées dans le vieillissement cellulaire mais également dans les régions promotrices, séquences qui contrôlent l’expression des gènes.

 

Ainsi, la modification de la stabilité de ces i-motifs affecterait leur rôle régulateur, ce qui pourrait en faire une nouvelle cible thérapeutique dans le traitement oncologique de certains types de cancers.

 

Sources :

« I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells », consulté le 30/09/2018, publié le 23/04/2018, https://www.nature.com/articles/s41557-018-0046-3

« DNA i-motifs found in human cells », consulté le 30/09/2018, publié le 26/04/2018, https://cen.acs.org/biological-chemistry/genomics/DNAmotifs-found-human-cells/96/i18