Contrôle de la différenciation et de la plasticité neuronale par la méthylation de l’ADN

Epigenetic regulation in neuronal differentiation and brain function

Unitéd’Épigénétique et Destin Cellulaire, CNRS UMR7216, Université Paris Diderot 35, rue Hélène Brion, 75205 Paris Cedex 13, France

Auteur correspondant : Benoît Miotto, benoit.miotto@univ-paris-diderot.fr

Reçu : 1 Décembre 2012

Résumé

La méthylation de l’ADN est une marque épigénétique impliquée dans de nombreux processus cellulaires essentiels, et notamment dans la différenciation et la plasticité cellulaires. Ce rôle est particulièrement sensible dans le système nerveux central, où le niveau de méthylation est le plus élevé. De nombreuses évidences montrent également une implication des effecteurs de la méthylation de l’ADN dans la différenciation et la plasticité neuronales, et plus particulièrement les protéines liant cette méthylation : les MBPs pour Methyl-Binding-Proteins. Il existerait ainsi une relation étroite entre l’activité cérébrale et la méthylation de l’ADN et ses effecteurs. Nous évoquerons en effet le fait qu’une variation de l’activité neuronale induit une dérégulation des patrons de méthylation et/ou de l’expression de MBPs. À l’inverse, une dérégulation de ces patrons de méthylation et des mutations dans les gènes codant pour les MBPs sont associées à plusieurs pathologies caractérisées par un trouble de l’activité cérébrale. Nous espérons ainsi mettre en lumière l’importance des mécanismes épigénétiques dans le cerveau.

Abstract

DNA methylation compacts chromatin structure and represses gene transcription. It is important for numerous cellular processes, including embryonic development, X-chromosome inactivation, suppression of transposable elements, and cellular differentiation. In addition, environmental cues, including drugs, pollutants, trauma or early-life social environment, alter DNA methylation patterns in different organs. For instance, studies have unravelled a complex and dynamic interplay between environment, DNA methylation and neuron function during development and in the adult. This crosstalk is hypothesized as an essential molecular event underlying the effects of long-term memory, drug addiction, and several psychotic and behavioural disorders. In this review, we give a summary of this exciting field of research and highlight the molecular functions of DNA methylation and of proteins interacting with methylated DNA.