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Ce que l’on mange peut affecter l’expression de nos gènes !

Incroyable, du matériel génétique des plantes que nous mangeons se retrouve dans nos cellules, en particulier celles du foie et pourrait influencer l’expression de nos propres gènes ! Une équipe chinoise a trouvé ce résultat surprenant alors qu’elle analysait l’expression des gènes dans différentes cellules d’êtres humains.

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Pour mieux comprendre ce résultat, nous devons effectuer une petite digression. Une des grandes questions de la biologie reste de comprendre comment l’on passe du génotype (def) au phénotype. Comment expliquer que bien que toutes nos cellules contiennent la même information génétique : l’ADN, elles puissent être si différentes l’une de l’autre. Une des voie utilisée en recherche pour appréhender cette question est de réaliser ‘un profil d’expression’ : on regarde dans plusieurs cellules les gènes qui sont exprimés, c’est-à-dire ceux dont l’information va ensuite être transformée en protéine, la part codée de notre ADN. Pour que l’information portée par un gène soit utilisée, il y a plusieurs étapes. La première est une lecture de l’ADN et la formation d’un fragment d’ARN qui est en quelque sorte la copie miroir de l’ADN codant. Ainsi en observant tous les fragments d’ARN contenus dans une cellule, on sait quels gènes sont exprimés dans cette cellule. Ces travaux d’analyse de profil d’expression ont permis de découvrir aussi toute une nouvelle classe d’ARN : les micro-ARN, ce sont de petits ARN qui ne sont pas traduits en protéines, mais dont on commence à comprendre qu’ils auraient un rôle important pour réguler l’expression des gènes.

L’équipe de Zhang en effectuant le profil génétique de cellules du sérum et du plasma a trouvé un résultat très surprenant : une partie des micro-ARN trouvés étaient exogènes, c’est à dire venant d’une source extérieure ! Ils ne provenaient pas des êtres humains analysés. Pour certains d’entre eux, la provenance était sans ambiguïté : ils provenaient des plantes mangées par les individus, certainement du riz  (Oryza sativa)! Or ce résultat est très surprenant pour les biologistes : les études précédentes montrent que l’ARN a une durée de vie faible, qu’il est rapidement détruit par nos enzymes pendant la digestion. Comment alors expliquer que certaines molécules aient pu passer de l’assiette aux cellules des individus… Ces molécules d’ARN seraient encapsulées dans de petites vésicules qui les protégeraient de la cuisson puis des attaques d’acides de notre estomac. Les chercheurs ont testé la résistance à la chaleur, ils ont ensuite placées ces vésicules dans un milieu analogue à notre estomac, idem les vésicules résistent, les ARN voyagent….

Que font ces micro-ARN de plantes ? Les micro-ARN peuvent stimuler ou inhiber l’expression de certains gènes. Ces micro-ARN sont en général très spécifiques du ou des gènes avec lesquels ils interagissent : ils sont reconnus par une séquence d’ADN unique qui reconnait une partie de leur séquence d’ARN. On se serait donc attendu à ce que les micro ARN de riz voyageurs ne puissent pas interagirent avec nos gènes, qu’ils ne trouvent pas dans notre génome la séquence spécifique qui leur permet d’agir. Mais une recherche bio-informatique montre que plusieurs gènes (une cinquantaine) sont des cibles potentiels de ces micro ARN. Un des gènes a d’ailleurs une très bonne similarité avec le micro ARN du riz. C’est le gène LDLRAP1 qui facilite l’élimination du LDL-cholestérol (le « mauvais cholestérol ») dans le système circulatoire. Les chercheurs ont ensuite montré que chez la souris, les micro ARN du riz inhiberaient l’expression de ce gène dans le foie et entraineraient une élévation du niveau de LDL-cholestérol après 3 jours d’ingestion du riz.

En résumé ce micro-ARN du riz pourrait agir directement sur notre niveau de cholestérol! Si cette étude est confirmée, elle ouvre une nouvelle voie dans les recherches : le développement de nouveaux aliments que je nommerais les ARNicaments qui pourraient agir directement sur l’expression de certains de nos gènes !

Notes détaillées L’effet des micro-ARN des plantes est décrit par Zhang et al. (2012).

Références

Zhang et al, 2012, Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1 : evidence of cross-kingdom regulation by microRNA. Cell Research, 22:107-126.

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à propos de Evelyne Heyer

Evelyne Heyer
Evelyne Heyer, professeur au Museum d'Histoire Naturelle de Paris, est spécialiste en anthropologie génétique. Elle dirige le Laboratoire d’éco-anthropologie et ethnobiologie associé au CNRS.

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