Ce qui fait de vous un individu unique

AVANT le lancement du Projet “Génome humain”, les scientifiques en savaient déjà beaucoup sur la constitution génétique de l’homme. C’est pourquoi des termes comme “gènes”, “chromosomes” et “ADN” apparaissent souvent dans la presse, qui se fait systématiquement l’écho des découvertes relatives aux mécanismes responsables, d’après les chercheurs, de ce que nous sommes. Le Projet “Génome humain” s’efforce à partir de ces acquis de lire dans son entier l’information codée portée par nos gènes.

Avant de considérer les méthodes utilisées à cette fin, veuillez prendre connaissance des renseignements fournis à la page 6 sous le thème “Votre plan de construction”.

La localisation des gènes

Comme cela a été signalé dans l’article précédent, le premier objectif du Projet “Génome humain” est de localiser les gènes sur les chromosomes. Un chasseur de gènes a déclaré que cela revenait à “chercher une ampoule grillée dans une maison sans adresse, maison située dans une rue inconnue d’une ville indéterminée, dans un pays étranger”. La revue Time a dit que la tâche était “aussi difficile que celle consistant à trouver le numéro de téléphone de quelqu’un dont on ne connaît ni l’adresse ni le nom”. Comment les scientifiques s’y prennent-​ils donc?

Les chercheurs se livrent à des études sur des familles afin de localiser les gènes qui déterminent certains traits et prédispositions héréditaires bien connus. Par exemple, ils ont réussi à associer les gènes responsables du daltonisme, de l’hémophilie et de la fente palatine à des régions données d’un chromosome donné. On obtient ainsi des cartes génétiques, comme les scientifiques les appellent, qui sont très sommaires; elles localisent en effet les gènes à l’intérieur de zones chromosomiques s’étendant sur cinq millions de paires de bases environ.

Pour atteindre à plus de précision, les chercheurs s’efforcent de dresser la carte physique du génome. L’une des méthodes consiste à découper des répliques d’ADN en fragments de taille variable que l’on explore ensuite pour rechercher des séquences particulières, des marqueurs. Bien sûr, plus il y a de fragments, plus il est difficile de les trier. La revue New Scientist a dit que si l’on compare chaque fragment d’ADN à un livre posé sur une étagère de bibliothèque clairement identifiée, localiser un gène revient à “chercher une citation en consultant un seul livre, plutôt que toute une bibliothèque”. Les cartes physiques du génome réduisent à 500 000 paires de bases la région à explorer. Fin 1993, une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Daniel Cohen, du Centre d’étude du polymorphisme humain, à Paris, a dressé ce que la revue Time a appelé “la première véritable carte du génome humain, même s’il s’agit toujours d’une esquisse”.

L’objectif suivant des chercheurs est de trouver la séquence exacte des composés chimiques de chacun de nos 100 000 gènes, ainsi que celle du reste du génome. Mais plus les scientifiques progressent dans la lecture de l’ADN, plus ils découvrent la complexité du génome.

La lecture du génome

Les gènes ne représentent que 2 à 5 % de notre génome. Le restant est souvent considéré comme une sorte de “bric-à-brac”. Pendant un temps, des chercheurs ont pensé que ces séquences sans utilité apparente s’étaient développées accidentellement au cours de l’évolution. Aujourd’hui, ils estiment plutôt que certaines de ces régions exemptes de gènes jouent un rôle régulateur relativement à la structure de l’ADN et contiennent des instructions dont les chromosomes ont besoin pour se dupliquer lors de la division cellulaire.

Les chercheurs s’interrogent depuis longtemps sur ce qui active ou inactive un gène donné. New Scientist rapporte que jusqu’à 10 000 de nos gènes pourraient intervenir dans la production de protéines appelées facteurs de transcription. Il semble que plusieurs de ces protéines s’assemblent pour s’adapter à une fente dans l’ADN, comme une clé dans une serrure. Une fois en place, soit elles réveillent un gène proche, soit elles l’empêchent de s’exprimer.

Et puis il y a ce que l’on appelle les gènes bègues, qui contiennent plusieurs fois une même séquence de bases. L’un de ces gènes comporte normalement 11 à 34 fois le triplet CAG (une séquence de trois nucléotides codant pour un acide aminé précis). Mais lorsque ce triplet est répété 37 fois ou plus, il provoque un désordre cérébral dégénératif appelé chorée de Huntington.

Parlons également de ce qui arrive quand une lettre n’est pas la bonne dans un gène. Une faute dans la séquence de 146 lettres codant l’un des deux composants de l’hémoglobine provoque l’anémie à hématies falciformes. Il existe malgré tout des processus de correction qui vérifient l’intégrité de l’ADN lors de la division cellulaire. Une erreur dans ce système pourrait provoquer le cancer du côlon. Quantité d’autres troubles, tels que les différents diabètes et les maladies cardiaques, sont la conséquence, quant à eux, de l’action combinée de nombreux gènes défectueux.

Récrire le génome

Les médecins espèrent que le Projet “Génome humain” leur fournira des renseignements qui les aideront à diagnostiquer et à soigner les pathologies humaines. Ils ont déjà mis au point des tests permettant de révéler des séquences anormales au cœur des gènes. Des voix s’élèvent néanmoins contre la tentation de l’eugénisme que pourraient faire naître les tests génétiques chez des individus sans scrupules. Pour le moment, la plupart des spécialistes s’opposent à la thérapie génique appliquée aux cellules germinales, thérapie qui consiste à modifier le matériel génétique des spermatozoïdes ou des ovules. Les couples qui envisagent la fécondation in vitro doivent décider du sort des embryons surnuméraires. En outre, des personnes réfléchies se disent inquiètes des conséquences possibles sur l’embryon ou sur le fœtus du diagnostic d’une apparente anomalie génétique. Beaucoup craignent également que l’établissement de cartes du génome chez les adultes influe sur leur embauche, leur avancement ou leurs primes d’assurance. Et puis il y a le génie génétique, une science très controversée.

“Non contents de pouvoir lire le livre de la vie, fait remarquer la revue The Economist, [les chercheurs] veulent écrire dedans.” L’utilisation de rétrovirus en est un moyen. On pourrait comparer un virus à un groupe de gènes dans un sac chimique. On prend un virus infectant l’homme, on lui enlève les gènes dont il a besoin pour se multiplier et on les remplace par la version correcte du gène défectueux chez le malade. Une fois injecté dans l’organisme, le virus pénètre dans les cellules cibles et remplace les gènes défectueux par celui qu’il convoie.

Des scientifiques ont récemment fait état d’un traitement simple pour soigner le cancer de la peau. Cette technique résulte de la découverte d’un gène qui confère une certaine protection contre cette forme de cancer. Seule 1 personne sur 20 possède ce gène. Il s’agit donc de l’inclure dans une crème qui le fera pénétrer dans les cellules de la peau. Là, le gène commande la production d’une enzyme qui, selon les médecins, détruit les toxines cancérigènes.

Si extraordinaires que soient ces procédés, le génie génétique fait l’objet de contrôles draconiens, tandis que les scientifiques luttent contre les craintes du public face aux conséquences possibles des manipulations génétiques.

Il reste encore beaucoup à découvrir sur le génome humain et sa complexité. Et, précise le généticien Christopher Wills, “il n’y a pas qu’un seul génome humain. Il y en a cinq milliards, quasiment un pour chaque être humain de la planète”. Votre génome révèle quantité de choses sur votre personne. Mais dit-​il tout?

Le génome permet-​il de tout expliquer?

Il en est qui sont convaincus que les gènes sont de petits dictateurs qui nous imposent un comportement. C’est ainsi que des articles de presse récents ont annoncé la découverte de gènes responsables de la schizophrénie, de l’alcoolisme et même de l’homosexualité. De nombreux scientifiques invitent toutefois le public à se montrer circonspect devant l’affirmation de tels liens génétiques. Par exemple, Christopher Wills écrit que, parfois, certains allèles de gènes ne font que “prédisposer leurs porteurs à l’alcoolisme”. De son côté, le généticien et biologiste moléculaire Dean Hamer a, dans le Times de Londres, émis l’avis que la sexualité humaine est bien trop complexe pour être déterminée par un seul gène. À cet égard, on peut lire ce qui suit dans le 1994 Britannica Book of the Year: “On n’a cependant identifié aucun gène spécifique prédisposant à l’homosexualité, et les travaux effectués dans ce domaine doivent être confirmés.” Citons également la revue Scientific American: “Il est extrêmement difficile de définir les traits comportementaux, et pour ainsi dire tous les comportements attribués aux gènes peuvent aussi s’expliquer par l’influence de l’environnement.”

Lors d’une émission de la série télévisée Cracking the Code (Le code révélé), diffusée par la BBC, un généticien, le docteur David Suzuki, a exprimé l’opinion suivante: “Notre situation, notre religion, notre sexe même, peuvent modifier la façon dont nos gènes nous influencent. (...) L’influence de nos gènes dépend de notre situation.” Il a donc émis cette mise en garde: “Si vous lisez dans les journaux que des scientifiques ont découvert le gène de l’alcoolisme, de la violence, de l’intelligence, ou de quoi que ce soit d’autre, ne prenez pas cela pour argent comptant. Avant de pouvoir dire de quelle manière un gène influe sur le comportement de quelqu’un, les scientifiques devraient être en mesure de tout connaître sur l’environnement de cette personne, et cela ne serait peut-être même pas suffisant.”

Combien cette pensée est vraie! En effet, autre chose encore peut vous façonner. L’article suivant parlera de cet autre facteur et montrera comment il peut vous influencer en bien.

[Encadré/Schémas, pages 6, 7]

(Voir la publication)

Votre plan de construction

• Votre corps est constitué de quelque un million de milliards de cellules, la plupart renfermant votre plan de construction complet. (Vos globules rouges, en revanche, sont des cellules sans noyau; ils ne contiennent donc pas votre plan de construction.)

• Vos cellules sont des structures complexes comparables à des villes, avec leurs usines, leurs réserves d’énergie et leurs routes bien établies pour y entrer ou en sortir. Les ordres proviennent du noyau.

• C’est dans le noyau de vos cellules que se trouve votre plan de construction. Le noyau peut être comparé à une mairie, l’endroit où les municipalités conservent généralement les plans des divers bâtiments de la localité. Pour édifier ces derniers, il faut que quelqu’un commande les matériaux, prévoie les outils et le matériel indispensables, et organise le travail des ouvriers.

• Vos chromosomes servent de support à votre plan de construction. Si elles étaient démêlées et mises bout à bout, les molécules d’ADN spiralées que portent vos 23 paires de chromosomes s’étireraient sur une longueur équivalente à 16 000 fois la distance terre-​lune!

• Votre ADN est constitué de deux brins moléculaires reliés par des paires de substances chimiques appelées bases. Chaque paire de bases est en quelque sorte le barreau d’une échelle, mais d’une échelle spiralée. L’adénine (A) se lie à la thymine (T), la cytosine (C) à la guanine (G). En ouvrant l’ADN à la manière d’une fermeture à glissière, vous seriez en mesure de lire l’information génétique, information écrite suivant un code de quatre lettres: A, C, G et T.

• Vos ribosomes, à la manière d’unités de production mobiles, s’attachent à l’ARN (acide ribonucléique) pour en lire le message codé. Pendant qu’ils font ce travail, ils mettent bout à bout des composés appelés acides aminés, synthétisant ainsi les protéines qui font de vous un individu unique.

• Vos gènes sont des portions d’ADN qui fournissent le plan des protéines, les matériaux de construction de votre corps. Les gènes sont également responsables de la prédisposition à certaines maladies. Pour permettre la lecture de l’information portée par un gène, des substances chimiques appelées enzymes ouvrent en deux l’ADN sur une certaine longueur. D’autres enzymes “lisent” alors les renseignements et les transcrivent sous la forme d’une série de bases complémentaires à celles du brin d’ADN, et ce à la vitesse de 25 bases par seconde.

[Encadré/Illustration, page 8]

Empreinte génétique

On extrait de l’ADN de tissus humains et on le casse en morceaux. On met les fragments dans un gel que l’on soumet à un courant électrique. On obtient ainsi des taches sur un fin film de nylon. On ajoute une sonde radioactive, et on photographie. Le résultat? Une “empreinte” d’ADN.