Définition de l’épigénétique

L’épigénétique est une forme de régulation et de contrôle de l’ADN. L’épigénétique est comme une “couche” d’information complémentaire ou supplémentaire qui se trouve au-dessus des gènes. L’épigénétique rajoute notamment des chaînes de molécules aux gènes, en particulier par des méthylations (groupements méthyles), et contribue aussi à l’empaquetage ou à l’emballage de l’ADN à travers des protéines qui se lient à l’ADN comme des histones.

On peut représenter l’ADN comme un “hardware” avec des informations stables et l’épigénétique le “programme (software)” qui régule et met en forme l’ADN.

On estime qu’environ la moitié des gènes sont contrôlés ou régulés par l’épigénétique. Pour rappel, une cellule humaine contient environ 20’687 gènes.

Lire aussi une interview avec une spécialiste de la génétique qui explique de façon très intéressante ce qu’est l’épigénétique (comme un système de ponctuation) : La génétique, de « Crispr » au cancer, expliquée par une spécialiste de la génétique – Dr Julia di Iulio

Boutons “on/off”
Pour prendre une image, l’épigénétique est capable de réguler les gènes comme des boutons “on” et “off” en activant ou non un gène ou plusieurs gènes.
Par exemple, une méthylation sur une base du génome (ADN) peut bloquer l’expression d’un gène.
L’épigénétique est spécifique à chaque type de cellule, autrement dit les variations épigénétiques peuvent être totalement différentes d’un type de cellule à l’autre. On estime qu’un être humain compte plus de 250 types de cellules différentes. Ces cellules contiennent toutes les mêmes bases d’ADN positionnées exactement dans le même ordre. Néanmoins, des cellules du foie ou du cerveau sont très différentes dans leurs formes et fonctions. L’épigénétique est responsable de ces différences.

L’épigénétique permet notamment d’expliquer pourquoi l’humain (Homo sapiens) et le chimpanzé, qui ont pourtant 99,8% de patrimoine génétique commun, ont des caractéristiques très différentes.
L’épigénétique aide aussi à mieux comprendre pourquoi 2 vrais jumeaux qui ont exactement les mêmes gènes peuvent néanmoins présenter des différences de comportement mais aussi au niveau physique (phénotype). L’un de deux jumeaux peut par exemple présenter des mutations génétiques hasardeuses ou être contaminé par un virus avec pour conséquence un changement de la structure épigénétique menant à des différences avec son frère jumeau.

L’épigénétique est un domaine de recherche très complexe.

Applications de l’épigénétique

En médecine, les applications sont nombreuses et notamment dans la lutte contre le cancer (ex. leucémie), le diabète, la maladie de Parkinson, l’autisme, etc.
On sait que certains gènes responsables de tumeurs peuvent être régulés sur des bases génétiques ou épigénétiques. Les scientifiques estiment que les signaux épigénétiques sont moins stables que les signaux génétiques (de l’ADN).

La santé n’est pas seulement le résultat de gènes sans défaut, mais aussi et surtout d’une régulation correcte de ces gènes : ceux-ci doivent être utilisés au bon moment et au bon endroit, chez l’embryon notamment, puis à nouveau inactivés. Le principal interrupteur épigénétique se compose de petites annexes chimiques, les groupements méthyles, qu’un mécanisme complexe à l’intérieur des cellules permet d’ajouter à l’ADN. L’un des deux chromosomes X chez la femme est inactivé au hasard grâce à l’épigénétique, c’est-à-dire le rajout de groupements méthyles sur l’ADN.

Exercice physique et épigénétique

Des recherches ont montré que lorsqu’on pratique de l’exercice physique, la régulation épigénétique est activée, probablement l’une des raisons pourquoi l’exercice physique est bon pour la santé.

Questions fréquentes sur l’épigénétique

Peut-on lire son patrimoine épigénétique ?
Non, en 2017 il n’est pas possible de lire son patrimoine épigénétique selon nos informations. Par contre, il est possible de lire son patrimoine génétique (ADN) pour des prix accessibles, c’est-à-dire à moins de USD1000. [source: NPR – radio publique américaine, émission du 13 décembre 2015]

A-t-on à disposition une carte de l’épigénétique, comme de l’ADN ?
Oui, les chercheurs ont complètement cartographié l’épigénétique (epigenome en anglais).

Est-ce que l’épigénétique peut être hérité des parents ou transmis des parents aux enfants comme les gènes ?
Oui ou probablement oui. Selon une étude allemande publiée dans le journal scientifique Science (voir sous Références ci-dessous, no1) en juillet 2017, on hérite du matériel épigénétique de nos parents, en tout cas en partie. Des chercheurs du Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics à Freiburg en Allemagne ont réalisé une expérience sur des mouches des fruits (en anglais fruit flies) pour arriver à ces conclusions. La modification épigénétique a été réalisée sur le H3K27me3, cette structure épigénétique perturbe la chromatine responsable pour l’emballage de l’ADN dans le noyau cellulaire et il a surtout pour but de bloquer l’expression de certains gènes. Le H3K27me3 est aussi présent chez l’humain.

News (actualités) 
– La génétique, de « Crispr » au cancer, expliquée par une spécialiste de la génétique – Dr Julia di Iulio
– L’acide folique protégerait aussi de la leucémie, selon une étude

Sources :
NPR (BioTech Natio), ATS (agence de presse suisse), “The Patient Will See You Now: The Future of Medicine is in Your Hands” – Eric Topol – 2015 – Basic Books, “The Gene: An Intimate History” – Siddhartha Mukherjee – 2016, Communiqué de presse (17 juillet 2017) du Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics à Freiburg (Allemagne) d’une étude scientifique (no 1 sous Références études ci-dessous).

Références études :
1. Zenk F, Loeser E, Schiavo R, Kilpert F, Bogdanovic O, Iovino N
Germ line-inherited H3K27me3 restricts enhancer function during maternal-to-zygotic transition. Science; Vol. 357, Issue 6347, pp. 212-216; July 14th, 2017