Une source inattendue de diversité génétique découverte dans les spermatozoïdes humains
par le Wellcome Trust Sanger Institute
Édité par Gaby Clark, révisé par Robert Egan
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Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public
Des scientifiques ont identifié une source inattendue de variation génétique dans les spermatozoïdes humains, survenant plus tôt dans le développement des spermatozoïdes qu'on ne le pensait auparavant. Dans une étude publiée dans la revue *Nature*, des chercheurs du Wellcome Sanger Institute, de l'Université de Cambridge et leurs collaborateurs ont découvert qu'un type de recombinaison génétique impliquant les chromosomes, appelé conversion génique sans enjambement (*non-crossover gene conversion*), se produit avant les divisions cellulaires qui engendrent les spermatozoïdes.
Ces résultats suggèrent que les événements de recombinaison génétique dans les spermatozoïdes se déroulent en deux étapes : avant et après la division cellulaire. L'équipe a constaté que ces schémas de recombinaison de l'ADN peuvent varier d'un individu à l'autre, y compris chez les jumeaux identiques. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives pour étudier les mécanismes biologiques sous-jacents à la fertilité, à l'évolution du génome et aux maladies héréditaires.
La recombinaison avant la formation des spermatozoïdes
Chaque enfant hérite d'une combinaison unique d'ADN de ses parents. Une grande partie de cette diversité est générée par la recombinaison, processus au cours duquel les deux copies d'un chromosome — l'une héritée de chaque parent — échangent ou copient des segments d'ADN lors de la formation des spermatozoïdes et des ovules.
Les cellules qui finiront par produire des spermatozoïdes subissent d'abord plusieurs cycles de division cellulaire ordinaire, ou mitose, avant d'entrer en méiose — la division cellulaire spécialisée qui génère les cellules reproductrices.
Les scientifiques supposaient généralement que la majeure partie de la recombinaison génétique se produisait pendant la méiose, par le biais d'enjambements (*crossovers*) ou de conversions géniques sans enjambement. Les enjambements correspondent à un échange bidirectionnel de larges sections de chromosomes. La conversion génique sans enjambement consiste en une copie unidirectionnelle d'un court fragment d'ADN d'un chromosome vers l'autre. Ces événements de courte portée ont été beaucoup plus difficiles à étudier directement.
Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont cherché à déterminer si toutes les conversions géniques sans enjambement observées dans les spermatozoïdes prenaient naissance pendant la méiose ou si certaines survenaient plus tôt, lors des divisions cellulaires préméiotiques.
Origines des événements de recombinaison méiotique et préméiotique dans la lignée germinale masculine. Crédit : *Nature* (2026). DOI : 10.1038/s41586-026-10901-0
Le séquençage révèle une origine plus précoce
L'équipe a analysé 15 échantillons de sperme provenant de 13 donneurs âgés de 24 à 74 ans. Grâce à un séquençage de haute précision à lectures longues, ils ont identifié 7 143 événements de recombinaison (crossing-over) et 2 382 événements de conversion génique sans recombinaison, directement à partir de l'ADN des spermatozoïdes. Ils ont comparé ces profils à des données génomiques à lectures longues issues d'échantillons sanguins ainsi qu'à des données publiées antérieurement.
Pour la première fois, les chercheurs ont découvert qu'une proportion importante de conversions géniques semble se produire avant le début de la méiose. Ces événements surviennent lors des divisions cellulaires normales qui assurent le maintien des cellules responsables de la production de spermatozoïdes tout au long de la vie d'un individu.
Ces modifications de l'ADN pré-méiotiques portent des signatures moléculaires qui les distinguent de celles survenant durant la méiose. Les chercheurs ont constaté que ces signatures ressemblent étroitement aux processus de réparation de l'ADN observés dans les tissus somatiques normaux.
Les scientifiques ont également révélé que la fréquence et la localisation des conversions géniques varient d'un individu à l'autre, y compris chez les jumeaux monozygotes. Cela indique que la diversité génétique est façonnée non seulement par des facteurs héréditaires, mais aussi par des processus biologiques variables selon les personnes. Dans leur ensemble, ces découvertes remettent en question une conception établie de la génétique humaine en offrant un nouvel éclairage sur les origines de la diversité humaine.
Des pistes concernant les maladies et la fertilité
Les chercheurs ont également observé que ces événements de copie d'ADN se produisent souvent dans des régions du génome naturellement sujettes aux cassures. En raison de l'instabilité de ces sites, les mécanismes de réparation pourraient entraîner des modifications à l'origine de maladies héréditaires. Ces résultats ouvrent donc une nouvelle voie pour étudier la manière dont la santé reproductive et l'intégrité du génome sont préservées lors de la transmission de l'ADN d'une génération à l'autre.
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« Nous avons constaté que la conversion génique dans les spermatozoïdes ne semble pas résulter d'un processus unique. Outre la voie méiotique bien connue, il existe une composante importante présentant des caractéristiques propres à la réparation de l'ADN en amont de la méiose. La possibilité d'observer directement des milliers de ces événements dans les spermatozoïdes nous offre un nouvel éclairage sur les mécanismes de génération de la diversité génétique », a déclaré le Dr Regev Schweiger, premier auteur de l'étude et chercheur à la Faculté de médecine et des sciences de la santé Gray de l'Université de Tel-Aviv.
« Le séquençage de lectures longues à haute précision nous permet d'observer directement, au sein des spermatozoïdes, aussi bien les événements de crossing-over que ceux sans crossing-over, ces derniers étant beaucoup plus difficiles à détecter. Cela nous confère une capacité bien supérieure pour étudier la recombinaison chez les individus et a mis en lumière des processus biologiques qu'il aurait été très ardu de caractériser à partir des données antérieures », a expliqué le professeur Richard Durbin.
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RESUME
Une source inattendue de diversité génétique découverte dans le sperme humain
L'analyse de 15 échantillons de sperme a identifié 7 143 enjambements et 2 382 événements de conversion génique sans enjambement. Une fraction importante de ces événements sans enjambement semble survenir lors des divisions mitotiques pré-méiotiques, avec des signatures similaires à celles de la réparation de l'ADN somatique. La fréquence et la localisation des événements variaient.
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COMMENTAIRES
Je ne suis pas genéticien et ne peut porter de jugement sur cet article .
je reponds seulement a cette question d 'un élève :
Qelle est la différence entre mitose et méiose ?
La mitose et la méiose sont deux types de division cellulaire, mais la mitose produit deux cellules identiques pour la croissance, tandis que la méiose produit quatre cellules sexuelles différentes pour la reproduction.





















