Lap-Chee Tsui

La génétique

A trouvé le gène qui cause la fibrose cystique

"“Connaître la science peut enrichir votre vie. La science est la base du véritable bon sens.""

Les généticiens moléculaires essayent de comprendre la structure et la fonction des gènes. Lap-Chee Tsui est particulièrement intéressé par le gène de la mucoviscidose et par les autres gènes situés sur le chromosome humain numéro 7. Les chromosomes sont des filaments qu’on trouve dans les noyaux cellulaires des animaux et des plantes ; ils sont porteurs des informations héréditaires sur les organismes, dans les molécules d'ADN.

Après la découverte du gène de la mucoviscidose par Tsui en 1989, il a aussi du découvrir ce que faisait exactement ce gène. Au cours des années, lui et son équipe ont compris que la séquence d'ADN portant la mutation faisait partie des instructions permettant de fabriquer une protéine spécifique appelée cftr (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator), une partie de la membrane cellulaire dans certaines cellules épithéliales (de surface) qui génèrent le mucus. Ces cellules spéciales peuvent recouvrir les passages d’air du nez et des poumons, ou la paroi de l’estomac.

La protéine de cftr régule le passage des ions chlorure à travers la paroi de la cellule ; ces ions, grâce à un processus appelé osmose, ajustent le degré de « liquidité » des fluides sécrétés par la cellule. La protéine est faite de longues chaînes d’acides aminés. La protéine de cftr possède 1,480 acides aminés. Il manque aux enfants atteints de mucoviscidose un seul acide aminé dans leur cftr. L’absence de cet acide aminé est la cause du fait que leur mucus finit par être trop épais ; de nombreuses choses deviennent trop difficiles pour eux. Grâce aux recherches de Tsui, les scientifiques comprennent beaucoup mieux comment la maladie "fonctionne", et il est maintenant facile de prévoir quand un couple "produira" un enfant atteint de mucoviscidose. Grâce à une meilleure compréhension, les scientifiques pourraient aussi être capables d'élaborer des traitements améliorés pour les enfants nés malades.

Pourquoi une personne sur 25 de race caucasienne porte-t’elle la mutation de la mucoviscidose ? Tsui pense que les gens porteurs pourraient aussi porter des mutations bénéfiques qui pourraient, par exemple, leur donner une plus grande résistance aux maladies diarrhéiques. Dans la nature il n'est pas inhabituel de trouver "le bon" lié au "mauvais".

1. Le chromosome humain 7 : le gène de la mucoviscidose se trouve sur le long bras du  chromosome 7. Une personne sur 25 de la population caucasienne est porteuse de la mutation génétique de la mucoviscidose dans ce gène. Le chromosome 7 possède 150 millions de paires de base ou unités d'ADN.

2. Le gène de la mucoviscidose : grâce à l’utilisation de techniques microbiologiques, Tsui a d’abord localisé la région qui produit le gène de la mucoviscidose et qui se trouve sur une région particulière du chromosome. Cette région possède 230,000 paires de bases d'ADN qui composent les 1,480 acides aminés dont la courbe forme la protéine cftr (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator). Le petit triangle montre l’endroit où se trouve la mutation de la délétion des trois paires de base qui a été découverte par Tsui et son équipe.

3. Modèle de protéine cftr dans la membrane de la cellule : un gène normal fabrique du cftr qui régule le passage des ions chlorure et donc la sécrétion du mucus dans les cellules épithéliale (de surface) qui recouvrent les intestins, les poumons etc... Un acide aminé manquant à cet endroit cause la majorité des cas de mucoviscidose. Le reste des cas sont causés par plus de 1200 mutations différentes sur le gène cftr, chacune de ces mutations entraînant un petit nombre de cas. 3. 


ACTIVITé

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MYSTèRE

Les gènes d’un singe et d’un humain sont presque identiques, et ne diffèrent que par 2% environ. Comment expliquer qu’une si petite différence puisse créer deux animaux si différents ? Pourquoi les hommes deviennent-ils des hommes et les singes des singes ? Cette différence est due à la façon dont un organisme contrôle les instructions génétiques qui seront lues à partir de son ADN. Ce système de contrôle est appelé la "régulation de l'expression des gène" et il est toujours très mal compris. Tsui compare la situation entre les humains et les singes à celle de deux orchestres, qui devrait jouer chacun avec exactement les mêmes instruments et la même partition : les résultats seront très différents si les deux orchestres ont chacun un chef d'orchestre différent. Pour Tsui, le plus grand mystère est d’identifier et de caractériser le chef d’orchestre dans le système génétique humain.

Pour continuer l'exploration:

  • Frank DeFord, Alex: The Life of a Child, Rutledge Hill Press, 1997.
  • David M. Orenstein, Cystic Fibrosis: A Guide for Patient and Family, Lippincott Williams & Wilkins, third edition, 2003.
  • Sites Internet sur la mucoviscidose :

     


    Lu Lap-Chee Tsui's réponse aux questions...L'histoireCarrière