Les spermatozoïdes sont des maîtres de l'emballage en tétris
Un espoir pour les thérapies contre l'infertilité masculine
Lors de la production des spermatozoïdes, une énorme quantité d'ADN doit être comprimée dans un espace très réduit sans rien casser. Certaines protéines autour desquelles le fil d'ADN est enroulé - les protamines - jouent un rôle central. Une étude récente de l'université de Bonn apporte de nouvelles informations sur ce mécanisme important. Les résultats ont été publiés dans la revue PLoS Genetics.
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Si vous vous lamentez une fois de plus sur le fait que votre valise est bien trop petite à l'approche de vos vacances, vous devriez vous inspirer des spermatozoïdes humains. Lors de leur production, ils sont confrontés à une tâche presque insoluble. Ils doivent faire tenir 23 fils d'ADN d'une longueur totale d'un mètre dans une tête d'un diamètre de seulement trois millièmes de millimètre. Et ce faisant, les fils délicats ne doivent pas s'emmêler dans un nœud inextricable, ni se déchirer.
Nous nous asseyons souvent sur la valise pour la fermer. L'organisme recourt à une astuce similaire pendant la spermatogenèse. Normalement, l'ADN forme un enchevêtrement relativement lâche. Dans les spermatozoïdes, par contre, il est énormément comprimé. "Si l'ADN prenait autant de place qu'une pastèque dans des circonstances normales, les spermatozoïdes ne seraient alors pas plus gros qu'une balle de tennis", explique le professeur Hubert Schorle de l'Institut de pathologie de l'hôpital universitaire de Bonn.
L'ADN doit être énormément comprimé
Les biologistes appellent ce processus "hypercondensation". À l'état lâche, les fils d'ADN s'enroulent autour de nombreuses molécules protéiques sphériques, les histones. Dans cet état, ils ressemblent à 23 petits colliers de perles. Au cours de l'hypercondensation, les histones sont d'abord remplacées par des protéines de transition. Dans une étape ultérieure, elles sont remplacées par des protamines. En raison de leur composition chimique, les protamines exercent une très forte attraction sur l'ADN. Ce dernier s'enroule donc en boucles très fermes et serrées autour de la protamine
"La plupart des mammifères semblent ne produire qu'un seul type de protamine, la PRM1", explique Lena Arévalo, chercheuse postdoctorale dans le groupe de Schorle. "Chez les humains, mais aussi chez les rongeurs comme les souris, c'est différent - ils ont un deuxième type, PRM2". On ignorait jusqu'à présent à quoi servait exactement cette seconde protamine. En revanche, on savait que certaines de ses parties sont successivement coupées au cours du développement du sperme.
Et ce sont précisément ces parties coupées qui semblent être immensément importantes, selon la nouvelle étude. Lorsque des souris ne produisent qu'une molécule PRM2 tronquée, dépourvue des parties coupées, elles sont infertiles. "L'élimination des protéines de transition pendant l'hypercondensation est altérée", explique Arévalo. "En outre, la condensation semble se dérouler trop rapidement, ce qui entraîne la rupture des brins d'ADN".
Un espoir pour les thérapies contre l'infertilité masculine
Il est possible qu'une protamine 2 défectueuse puisse également entraîner une infertilité chez les mâles de notre propre espèce. L'équipe prévoit maintenant d'approfondir cette hypothèse. "Il n'y a que quelques groupes de recherche qui analysent le rôle des protamines dans l'hypercondensation", explique Schorle, qui est également membre du domaine de recherche transdisciplinaire (TRA) "Vie et santé" de l'université de Bonn. "Nous sommes à ce jour le seul laboratoire au monde à avoir réussi à générer et à élever des lignées de souris déficientes en PRM1 et PRM2, qui sont désormais utilisées pour étudier le rôle de ces protéines dans la spermatogenèse." A moyen terme, cela pourrait également conduire à de nouvelles thérapies contre l'infertilité masculine, espère le chercheur.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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