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Quelques exemples de travaux et de résultats des laboratoires - Quelques avancées
en 2007 |
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Le Genoscope, dirigé par Jean Weissenbach, a participé au séquençage d'Arabidopsis thaliana, plante modèle des biologistes encore appelée arabette des dames, dont le génome a été totalement séquencé en décembre 2000. Le Genoscope a coordonné l'effort européen du séquençage du chromosome 3. La connaissance des quelque 25 000 gènes répertoriés sur les cinq chromosomes de l'arabette va permettre de progresser dans celle des plantes d'intérêt agronomique et servir de base à divers projets de génomique fonctionnelle. Au Genoscope a également
été conduit le séquençage du chromosome
14 humain, dans le cadre du programme international "Projet génome
humain" (HGP). Ainsi la version la plus complète obtenue
à ce jour de la séquence du génome humain
a été simultanément présentée
le 12 février 2001 par les partenaires du Consortium international
HGP et par la firme américaine privée Celera Genomics. Le 4 octobre 2002 ont été publiés les résultats des programmes internationaux de séquençage du génome de l'anophèle (Anopheles gambiae), principal moustique vecteur du paludisme, et de celui du parasite principalement responsable de la maladie chez l'homme, Plasmodium falciparum. La contribution française s'est appuyée sur les compétences et les ressources du Génoscope. Les travaux qui y avaient été menés depuis 1998 sur le génome de l'anophèle l'ont désigné comme partenaire essentiel au sein du réseau international. L'accès à la connaissance des gènes des trois acteurs du paludisme (anophèle, parasite et homme) suscite un espoir immense, car il devrait permettre, à terme, de mettre au point des approches de traitement spécifiques, ciblées sur le contrôle de la transmission du parasite à l'homme. C'est à Tokyo qu'a été annoncée, le 18 décembre 2002, la mise à disposition de la communauté scientifique internationale de la première ébauche de haute qualité du génome du riz. Seul membre européen du Consortium international qui a fourni ces résultats, le Genoscope a séquencé le chromosome 12 de cette espèce, qui en compte 12. Il s'agit d'une avancée scientifique majeure, puisqu'elle devrait permettre, à terme, d'identifier et de caractériser non seulement les gènes du riz, mais également ceux d'autres céréales d'importance agronomique. Un espoir pour l'amélioration de la culture d'espèces qui nourrissent la planète.
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L'identification des variations présentes dans les séquences d'ADN Le Centre national de génotypage, dirigé par Mark Lathrop, cherche prioritairement à identifier les variations présentes dans les séquences d'ADN et responsables de l'apparition de maladies génétiques. Le CNG étudie actuellement les maladies auto-immunes, la région HLA, les maladies cardiovasculaires, les maladies infectieuses, le cancer et les maladies monogéniques. Les maladies monogéniques sont engendrées par une ou plusieurs mutations présentes dans un seul gène (par exemple les dystrophies musculaires, la mucoviscidose…). Bien que la plupart de ces maladies n'affectent qu'un nombre limité de personnes dans le monde, elles ont une place prépondérante en médecine : souvent très sévères, invalidantes ou même fatales, elles affectent plusieurs membres d'une même famille. L'identification des facteurs génétiques par génotypage permet de mieux comprendre les causes de ces maladies et facilite l'élaboration d'outils de diagnostic et de traitements nouveaux, comme la thérapie génique par exemple. Dans les maladies cardiovasculaires, le cancer, le diabète, qualifiées de maladies multifactorielles ou complexes, les variations présentes dans de nombreux gènes interagissent avec les facteurs environnementaux (conditions de vie, mode de vie…) et confèrent une prédisposition à ces maladies. Du fait de leur extrême complexité, l'étude de ces maladies à l'échelle globale du génome a été rendue possible grâce à la mise au point et la maîtrise de techniques de génotypage à haut débit. La mise en évidence de ces facteurs génétiques permettra de mieux comprendre les causes des maladies multifactorielles ; elle favorisera l'émergence de méthodes de prévention, la mise au point d'outils de diagnostic et de nouvelles thérapies. Au Centre national de génotypage, les chercheurs ont des projets en cours sur le diabète, les maladies dermatologiques (psoriasis), la surdité, la maladie de Paget, la cardiomyopathie hypertrophique et le cancer du foie. Récemment, en étudiant
six familles atteintes d'une forme récessive de l'ichthyose,
maladie dermatologique, qui se caractérise par une desquamation
très importante de la peau sur l'ensemble du corps, très
souvent associée à un érythème, une
équipe de chercheurs conduite par Judith Fischer, du Centre
national de génotypage, a identifié des mutations
sur deux gènes codant des enzymes qui jouent un rôle
important dans l'hydratation de la peau, des lipoxygénases.
Ces deux gènes sont localisés sur le chromosome
17 et pourraient participer à une même voie métabolique.
Cette découverte a été réalisée
dans le cadre d'un projet scientifique propre du Centre national
de génotypage, auquel ont également contribué
des chercheurs du Genoscope–Centre national de séquençage
et du Généthon. Ces résultats pourraient
avoir des conséquences importantes dans la mise au point
de nouveaux traitements en dermatologie ou en cosmétologie.
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En mariant recherche fondamentale et développement industriel, Généthon s'est engagé depuis 1997 dans l'étude et la mise au point de vecteurs pour la thérapie génique. Son pari : faire des gènes un médicament, ce qui implique la production de vecteurs capables de transporter ces gènes-médicaments au sein de la cellule. Les attentes sont grandes dans ce domaine, tant pour les maladies génétiques (pour lesquelles la thérapie génique constitue la seule méthode générique disponible à ce jour) que pour des pathologies comme le cancer, le VIH, les maladies dégénératives, etc. Des essais cliniques ont, dans les cas les plus favorables, confirmé le bien-fondé de cette approche. Cependant, les vecteurs utilisés demandent à être encore améliorés. Cette recherche est menée au Généthon sous la direction scientifique d'Olivier Danos. L'équipe d'Anne Galy, récemment installée sur le campus, étudie les cellules souches du sang et du système immunitaire. L'objectif de ses travaux, à terme, est la mise au point de vaccins cellulaires qui constitueraient de nouvelles thérapies anti-cancéreuses.
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L'AFM et Généthon : quelques résultats chiffrés
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La polyarthrite rhumatoïde,
aujourd'hui sans véritable remède, touche 1 %
de la population essentiellement féminine et provoque des
déformations articulaires dues à l'altération
des cartilages, des ligaments et des os. Même si de nouveaux
traitements ralentissent sa progression, aucun espoir n'était
donné aux malades, au nombre de 400 000 en France.
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L'amyotrophie spinale modélisée Une lignée de souris atteintes d'amyotrophie spinale a été mise au point dans le laboratoire de neurogénétique moléculaire dirigé par Judith Melki. Après avoir montré que la maladie musculaire observée associe une atteinte primitive du muscle et des neurones, l'étude de ce modèle s'affine et devrait permettre de comprendre les mécanismes à l'origine de cette maladie afin d'élaborer des stratégies thérapeutiques pour cette maladie infantile souvent mortelle.
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Une nouvelle discipline, la physiogénomique Des chercheurs du Service de génomique fonctionnelle du CEA, ont montré comment, grâce aux techniques globales de la post-génomique, il est possible d'appréhender aujourd'hui la signification physiologique des modifications du transcriptome et du protéome cellulaires. L'équipe propose d'appeler " physiogénomique " ce nouveau volet de la recherche en génomique. Dans une publication du numéro de la revue " Molecular Cell " d'avril 2002, ils ont ainsi mis en évidence, chez des cellules de levure Saccharomyces cerevisiae, une stratégie de survie face à une exposition toxique au cadmium. Les travaux publiés par cette équipe de recherche montrent une réorientation métabolique majeure des cellules de levure exposées à du cadmium, métal toxique dont la présence constitue un stress. En réponse à un tel stress, les cellules modifient l'expression de très nombreux gènes, aboutissant à la mobilisation du souffre cellulaire pour fabriquer prioritairement du glutathion (molécule centrale du processus de détoxication), en réduisant la production de protéines riches en souffre, abondantes en conditions normales.
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Les interactions gène-environnement La génétique épidémiologique, discipline peu représentée sur les campus nord-américains et encore moins sur les campus européens, est principalement dédiée au développement de modèles mathématiques, de méthodes statistiques et de programmes informatiques pour mieux comprendre le rôle des facteurs génétiques dans les maladies humaines les plus fréquentes qui résultent de l'interaction entre patrimoine génétique individuel et environnement (maladies infectieuses, cardio-vasculaires, etc.). L'installation, sur le site de Genopole®, de l'Unité de méthodologie statistique et épidémiologie génétique des maladies multifactorielles, dirigée par Florence Demenais, constitue donc un atout majeur pour le campus. Son programme de recherche, dont l'objectif est de comprendre la composante génétique et les interactions gène-environnement dans des pathologies multifactorielles (principalement cancers, asthme et maladies allergiques, diabète, maladies neurologiques et psychiatriques), bénéficie de collaborations avec les différents partenaires du site d'Évry, sur des aspects aussi bien mathématiques et informatiques que biologiques. Ce programme vise à identifier certains des gènes impliqués dans ces pathologies complexes, ce qui représente l'un des défis majeurs de la période post-génome. En collaboration avec le Howard University Cancer Center de Washington, l'équipe a notamment publié, en avril 2002, les résultats d'une étude épidémiologique menée pendant cinq ans aux États-Unis sur une population noire américaine, chez laquelle le taux d'incidence du cancer du sein est moins élevé que chez la population blanche. L'étude montre que l'incidence du cancer du sein est liée, d'une part, à la présence d'un gène dominant, d'autre part à une interaction entre ce gène et des facteurs hormonaux individuels. Cette étude, qui rejoint les résultats d'une étude menée sur des familles françaises, ouvre la voie vers une meilleure évaluation du risque de cancer du sein.
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Génopolante, programme
national de recherche en génomique végétale,
est piloté depuis le campus de Genopole®. Groupement
d'intérêt scientifique lancé en 1999, Génopolante
a pour objectif de structurer la recherche française en
génomique végétale, de renforcer la propriété
industrielle dans ce secteur et d'aider à la création
de sociétés de biotechnologies. Il repose sur l'association
à parts égales de partenaires publics (Inra, CNRS,
IRD et Cirad) et privés (Bayer Cropscience, Biogemma et
Bioplante). La recherche y est organisée selon deux axes
: " Génopolante générique ",
qui développe des travaux sur les espèces modèles
(Arabidopsis thaliana, riz) et la création d'outils technologiques
(bio-informatique, puces à ADN, …) ; " Génopolante
Espèces ", qui regroupe les programmes spécifiques
sur des espèces d'intérêt agronomique (blé,
maïs, colza, tournesol et pois). Dans le cadre du programme Génoplante, l'Unité de recherche en génomique végétale (URGV) a développé, en collaboration avec le laboratoire privé RhoBio, installé lui aussi sur le campus de Genopole®, une puce à ADN comportant 8 000 gènes de la plante modèle Arabidopsis thaliana (arabette des dames). Elle permet aujourd'hui d'étudier certaines de ses fonctions physiologiques comme la nutrition azotée. L'URGV a également construit une base de données, ressource très utilisée par la communauté scientifique. Elle répertorie les gènes associés à une collection de 50 000 mutants d'Arabidopsis et rassemble toutes les informations connues sur ces gènes.
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