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forçage génétique l.m.
Technique de manipulation génétique qui permet de propager une mutation dans une population.
La technique consiste à introduire un segment d’ADN élaboré en laboratoire dans le génome de quelques individus d’une population. Le mode de transmission du « gene drive » aboutit à transmettre la mutation à 100% des descendants et non 50 %, comme c’est le cas pour les gènes à transmission dominante chez l’homme, parce que le nouveau gène est présent dans les gamètes paternel et maternel. Le génome de la quasi-totalité de la population est donc modifié au bout de quelques générations. Cette technique, en aboutissant au renouvellement de toute une population, permettrait d’éradiquer des maladies transmissibles par les moustiques comme le paludisme, la dengue ou le virus Zika. Dans le domaine agricole, on pourrait modifier des organismes porteurs de maladies ou provoquant des dommages sur les cultures. L’utilisation de cette technique soulève de nombreuses questions : suppression de la variabilité naturelle des espèces, contrôle de l’agriculture d’un pays ennemi en cas de guerre, développement de monopoles commerciaux…ce qui la fait réserver encore à des études en laboratoire.
Fig. 1. Propagation d'une mutation classique (à gauche) comparée à celle d'une cassette gene drive (à droite).Chaque individu est représenté schématiquement par une paire de chromosomes. Les individus portant la mutation rouge ou la cassette gene drive sont encadrés en rouge. En théorie, si 10 individus génétiquement modifiés et possédant une cassette d'ADN « gene drive » sont introduits dans une population naturelle de 100 000 individus, alors en moyenne plus de 99 % des individus seront porteurs de la cassette « gene drive » au bout de seulement 12-15 générations. A l'inverse, une mutation génétique présente dans les mêmes proportions aura disparu de la population au bout de quelques générations en moyenne, sauf si elle favorise le nombre de descendants. Le mode de transmission du « gene drive » échappe aux lois de Mendel et permet ainsi de répandre en accéléré une modification particulière du génome dans l'ensemble d'une population d'individus à reproduction sexuée. D'autres éléments génétiques échappant aux lois de Mendel ont déjà été mis en évidence (les distorteurs de ségrégation, les éléments transposables, les éléments Médéa, les bactéries endocellulaires comme Wolbachia, et les endonucléases qui se copient elles-mêmes)2 mais le « gene drive » est beaucoup plus rapide et plus efficace que tous les autres mécanismes connus : il n'a pas d'effets collatéraux délétères sur les organismes qui le portent (contrairement aux quatre premiers cas) et il a une probabilité de transmission plus forte que les deux derniers.Le « gene drive » manipule à son avantage les trois piliers de la sélection naturelle : mutation, hérédité et adaptation. Premièrement, les mutations n'apparaissent plus au hasard mais exactement là où le « gene drive » a été conçu pour couper et la séquence d'ADN souhaitée est produite. Deuxièmement, alors qu'un parent transmet normalement la moitié de ses gènes à son enfant, un parent « gene drive » transmet la cassette « gene drive » à tous les coups. Troisièmement, un individu « gene drive » qui est mal adapté et qui devrait produire peu de descendants va tout de même transmettre ses gènes « gene drive » à la génération suivante du fait de son mode de transmission accru.La cassette « gene drive » peut être assimilée à une mutation auto-amplifiante, qui s’auto-réplique elle-même et qui diffuse plus rapidement que la génétique habituelle. Au regard de sa capacité à faire sauter les trois verrous caractéristiques du rythme évolutionnaire depuis 4 milliards d’années, le « gene drive » est probablement l’invention biologique la plus effective et imprédictible qu'on n'ait jamais possédée quant à la gestion du vivant, en nous et hors de nous.
[Q1]
Édit. 2018
génétique adj.
genetic
Qui concerne ou qui est relatif à une transmission héréditaire.
génétique n.f.
genetics
Science qui étudie la transmission des caractères héréditaires.
génétique des populations l.f.
population genetics
Branche de la génétique qui a pour objet l'étude du polymorphisme génétique au sein d’une population ou entre populations.
Les variations de caractères héréditaires résultent de phénomènes de sélection : leur étude débouche sur la compréhension des mécanismes d’évolution et de spéciation.
→ spéciation, population, dème
génétique et développement neural précoce l.m.
genetics and early neural development
Recherches sur le rôle des facteurs génétiques dans le développement neural précoce et ses perturbations.Cela a notamment permit l'identification de nombreux gènes de développement et facteurs de croissance qui participent à l'induction età la compartimentation morphologique et physiologique du système nerveux selon axes antéropostérieur et dorsoventral. Ces recherches ont également permit d’établir les bases moléculaires des prédictions de H. Spemann et H. Mangold.
Résultant, grâce à l'induction neurale, de la transformation de la région dorsale de l'ectoderme en tissu nerveux, la plaque neurale s'internalise et se ferme, donnant naissance au tube neural, qui se différenciera, d'avant en arrière, en prosencéphale, mésencéphale, rhombencéphale, pour se subdiviser encore. Chacun de ces compartiments aux devenirs morphologiques et physiologiques distincts, est marqué par l'expression d'une combinatoire précise de gènes de développement, notamment des homéogènes.
Par exemple, pour en rester aux structures antérieures, l'inactivation du gène Otx2 est suivi d'un embryon anencéphale, sans prosencéphale ni mésencéphale, mais avec un système nerveux postérieur normal.
Lors d'une deuxième période de construction et d'affinement, la différenciation des divers territoires et de leurs fonctions physiologiques est modulée par les afférences sensorielles venant de la périphérie et faisant relais dans le thalamus. Mais les gènes de développement conservent probablement un rôle essentiel car ils régulent p. ex., les niveaux d'expression des gènes du métabolisme des neuromédiateurs et de leurs récepteurs.
H. Spemann, prix Nobel de médecine en 1935 et Hilde Mangold, embryologistes allemands (1924)
génétique formelle l.f.
formal genetics
Partie de la génétique consacrée à l'étude de la transmission des gènes et leurs variations au sein des familles et à l'analyse d’autres types plus complexes d’hérédité. Elle comprend également l’dentification et la localisation des gènes, etc.
génétique humaine l.f.
human genetics
Partie de la génétique consacrée à l'étude de la transmission de caractères héréditaires au sein des familles et des différentes populations humaines, que ces caractères soient normaux ou qu'ils aient des modes d'expression pathologiques.
Les objets d'étude de la génétique humaine sont innombrables, tant sont variés les aspects du polymorphisme : caractéristiques anthropologiques, polymorphisme antigénique, épidémiologie des anomalies métaboliques ou chromosomiques, etc. Elle s’occupe également de la découverte de gènes dont les mutations sont responsables des maladies génétiques.
génétique inverse l.f.
reverse genetics
Consiste à analyser l’impact phénotypique de la modification d’un gène dont on ne connaît pas la fonction. La génétique moléculaire et le séquençage des génomes ont conduit à l'essor de la génétique inverse. Ce paradigme sélectif (le chercheur choisit le gène à muter/perturber) est différent de celui de la génétique formelle ou classique.
génétique mendélienne l.f.
mendelian genetics
Partie de la génétique qui se réfère à l'hérédité telle que décrite par G. Mendel.
génétique microbienne l.f.
microbial genetics
Partie de la génétique consacrée à l'étude des micro-organismes et en particulier des bactéries.
génétique moléculaire l.f.
molecular genetics
Partie de la génétique consacrée à l'étude de la constitution biochimique du matériel génétique, sa réplication, sa réparation, son expression et la régulation de ses fonctions.
L'invention des premiers outils du génie génétique dans le début des années 1970 a constitué une révolution méthodologique en permettant aux gènes humains de devenir des objets concrets d'étude.
La découverte du polymorphisme de restriction (1980) a conduit à l'essor de la génétique inverse, qui permet d'isoler des gènes inconnus, responsables de maladies génétiques.
Les outils de la génétique moléculaire sont désormais utilisables pour le diagnostic et le conseil génétique d'un nombre croissant de génopathies.
D. Botstein, biologiste américain (1980)
génétique physiologique l.f.
physiological genetics
Partie de la génétique consacrée à l'étude de la base héréditaire des différences existant entre individus dans l'accomplissement des diverses fonctions.
génie génétique l.m.
genetic engineering
Ensemble des concepts, méthodes et techniques permettant de modifier le matériel génétique d'une cellule ou d'un organisme.
Le développement du génie génétique dépend pour l'essentiel des progrès actuels de la microbiologie et de la génétique moléculaire.
hémochromatose génétique de type HFE 1. l.f.
Maladie d'origine génétique transmise sur le mode autosomique récessif, caractérisée par une absorption duodénale excessive du fer responsable d’une surcharge en fer et d’une sclérose réactionnelle de différents organes notamment du foie.
C’est la plus fréquente des hémochromatoses génétiques, c’est aussi la plus fréquente des maladies héréditaires qui touche préférentiellement les sujets d'origine nord-européenne avec un taux de prévalence dans la population générale estimé entre 1 et 4 pour mille. L’affection apparaît plus tardivement chez la femme en raison des pertes en fer dues aux menstruations.
Après une phase de latence clinique, l'hémochromatose génétique se caractérise par un grand polymorphisme associant, à des degrés variables, une une hépatomégalie, un diabète sucré, une pigmentation cutanée (« diabète bronzé ») une cardiomyopathie, un hypogonadisme hypogonadotrope et des arthropathies.
Le diagnostic est très fortement suggéré par l'élévation de la saturation de la transferrine (supérieure à 45%) à laquelle s'associe une augmentation, à des degrés variables, de la ferritinémie.
Ces anomalies biologiques commandent la recherche de la signature génétique de la maladie. La mise en évidence de mutations homozygotes du gène HFE 1 localisé sur le bras court du chromosome 6 conduit au diagnostic. Trois mutations ont été décrites C282Y (plus de85 % des cas), H63D et S65C beaucoup plus rares.Seule la mutation homozygote C282 Y peut entraîner une surcharge en fer importante. L’homozygotie H63 D n’est pas responsable d’un excès de fer cliniquement significatif (la majorité des cas publiés se sont avérés être en rapport avec d’autres mutations non HFE 1). Il existe des formes hétérozygotes composites. Ces mutations empêchent l'élaboration par le foie de l'hepcidine, hormone dont l'action limite l'absorption du fer contenu dans l'alimentation par la muqueuse intestinale.
Le diagnostic d'hémochromatose génétique justifie une recherche systématique chez les parents au premier degré du sujet atteint. En revanche, malgré la fréquence élevée de la maladie et le bénéfice apporté par un diagnostic précoce, le dépistage de la maladie dans la population générale n'est pas préconisé actuellement. La question reste en débat.
Le traitement consiste, dans la plupart des cas en des saignées initialement hebdomadaires de 400 à 500 ml de façon à réduire le fer en excès. Son efficacité est évaluée par la ferritinémie qui doit tendre progressivement vers une valeur de 50 ng/ml, l'hémoglobine restant supérieure à 11 g/l. L'asthénie, la mélanodermie, les troubles cardiaques…s’atténuent et peuvent disparaître. En revanche, les douleurs articulaires et le diabète disparaissent plus difficilement lorsqu’ils sont installés. Les chélateurs du fer d’emploi astreignant, lourd et coûteux, d’effets secondaires non négligeables, ne sont utilisés que dans les rares cas de contre-indications aux saignées.
Les saignées (ou les dons-saignées) doivent être prescrits dès que la ferritine est supérieure à 300 µg/l s’il s’agit d’un homme et de 200 µg/l s’il s’agit d’une femme.
En l’absence de traitement la mort est la conséquence soit du diabète, soit de l'insuffisance cardiaque congestive (risque 300 fois supérieur à celui d'une population normale), soit du fait de la cirrhose et/ou d’un carcinome hépatiques.
A. Trousseau, médecin français, membre de l’Académie de médecine (1865)
Étym. gr. haima : sang ; chrôma : couleur
Syn. cirrhose bronzée, diabète bronzé
Sigle HFE 1
→ arthropathie de l'hémochromatose, diabète bronzé, hémosidérose, hémochromatose juvénile, hepcidine, hémochromatose génétique (mutations responsables de l')
[L1,O4]
Édit. 2018
hémochromatose génétique (mutations responsables de l') l.f.p. ]
- Hémochromatose HFE 1 : hémochromatose génétique de l’adulte
« Habituelle » ou la plus fréquente : la mutation porte sur le gène HFE en 6p21.3 Trois modifications sur la protéine sont décrites : C282Y, remplacement de la cystéine par la tyrosine en position 282, H63D, remplacement de l’histidine par l’acide aspartique en position 63 par substitution sur le chromosome d’une base cytosine par une base guanine dans l’exon 2 ; la forme S65C, remplacement de la sérine par la cystéine, est exceptionnelle. Il existe une forme composite C282Y/H63D où la surcharge en fer est faible. L’affection est autosomique récessive à pénétrance faible.
- Hémochromatose HFE 2 : hémochromatose juvénile.
Il en existe deux formes : 2A par mutation du gène HJV (HemoJuVelin), locus en 1q21 codant pour l’hémojuvéline et 2B par mutation du gène HAMP (hepcidin antimicrobial peptide) en19q13 codant pour l’hepcidine. Ces formes autosomiques récessives sont rares.
- Hémochromatose HFE 3 : mutation du récepteur 2 de la transferrine.
Récessive, très rare, elle est due à une mutation du gène TFR 2 (Transferrin Receptor 2), locus en 7q22, codant pour le récepteur 2 de la transferrine. Ce trouble de l’absorption du fer entraîne une surcharge des tissus de l’organisme ; le phénotype clinique est proche de celui de l’hémochromatose HFE1.
- Hémochromatose HFE 4 : mutation de la ferroportine (gène SLC40A1, locus en 2q32).
Il s’agit d’une forme d’hémochromatose dont la transmission est autosomale dominante. Elle se caractérise par une accumulation de fer dans les cellules endothéliales ; biologiquement, la ferritinémie est élevée, Dans le phénotype A le fer sérique est normal ou bas, le coefficient de saturation de la transferrine (CST) est normal ou diminué. L’anémie est fréquente, majorée par les saignées. Dans le type B, l’action de la ferroportine n’est plus régulée par l’hepcidine et même en cas d’excès de fer, celui-ci est exporté hors de la cellule, le fer sérique et le CST sont élevés.
Il existe une quinzaine de mutations du gène SLC40AI (Solute Carrier family 40 member 1)
- Hémochromatose HFE 5 : mutation des chaînes H de la ferritine.
Cette forme, très rare, est à transmission dominante ; le locus du gène FTH (Ferritin Heavy chain) est en 11q12.3.
Étym. gr. haima : sang ; chrôma : couleur
Sigle HFE (High Fe)
→ hémochromatose génétique de type HFE1, ferritine, ferroportine, hémojuveline, hepcidine, transferrine
[L1,O4]
Édit. 2015
identification génétique l.f.
genetic identification
Manière de reconnaître un individu par le relevé des caractéristiques inscrites dans l’ADN de ses cellules.
Cette identification ne peut être recherchée, en matière civile, qu’en exécution d’une mesure d’instruction ordonnée par un juge dans le cadre d’une action relative à la filiation ou relative à des subsides. Elle exige le consentement de l’intéressé. Elle ne peut être réalisée après la mort sauf accord express de la personne manifesté de son vivant (art. 16-11 du code civil-art. L.1131-1, 1131-5 du code de santé publique).
Les applications en sont multiples : recherche de paternité ou de maternité, identification d’un corps ou d’un fragment, identification d’un ADN sur une scène de crime, personnalisation de l’ADN d’un agresseur… Ces analyses nécessitent pour les laboratoires une obligation de moyens importants pour qu’elles soient exactes, fiables et reproductibles. Le laboratoire doit être certifié et géré par une personne accréditée.
→ empreinte génétique, examen des caractéristiques génétiques.
information génétique l.f.
genetic information
Ensemble des messages héréditaires contenus dans le matériel génétique : il code pour toutes les structures de l'individu et leur fonctionnement.
L'information est contenue dans les séquences nucléotidiques des ADN et ARN. Elle est transmise grâce à des processus tels que la réplication, la transcription, la traduction, le transfert génétique.
Étym. lat. formatio, de formare : former
→ chromosome, hérédité extrachromosomique, plasmide
leucémie aigüe myéloblastique (LAM): apport de la génétique et des données moléculaires l.f.
acute myeloid leukaemia : genetics and molecular anomalies.
La génétique associée à la détection moléculaire des mutations géniques jouent un rôle primordial dans la classification des leucémies aigües myéloblastiques et dans la stratification de leur risque.
Les études moléculaires ne supplantent pas la place des résultats cytogénétiques mais jouent un rôle complémentaire en définissant un pronostic plus raffiné et en particulier dans certains sous-groupes spécifiques de LAM. À l’exception de la leucémie promyélocytaire aigüe, le traitement des LAM n’est pas ciblé et l’intensité de la thérapeutique est choisie et adaptée en fonction des sous-groupes pronostiques. Plusieurs systèmes de score pronostique classent les patients en sous-groupes favorable, intermédiaire et défavorable basées sur des données cliniques et génétiques. A ces données cytogénétiques les recherches de mutations de FLT3, NPM1, CEBPA et KIT conduisent à déterminer d’autres sous-groupes pronostiques.
La plupart des anomalies cytogénétiques pronostiques des LAM sont soit des réarrangements chromosomiques ou de larges délétions génomiques (Tableau 1). La leucémie promyélocytaire avec t(15 ;17) et les leucémies core binding factor avec inv(16)/t(16;16) ou t(8;21)sont de bon pronostic. Par contre, les caryotypes complexes ou monosomiques, les délétions des chromosomes 5 ou 7 ont un pronostic défavorable. D’autres images cytogénétiques telles que la t(9 ;11), un +8 isolé ou un caryotype normal ont un pronostic intermédiaire. Cependant la présence de certaines mutations peuvent modifier ces groupes pronostiques. Des mutations isolées NPM1 ou bialléliques CEBPA améliorent le pronostic des LAM avec cytogénétique normale d’intermédiaire à favorable. Par contre la mutation FLT3 ITD aggrave le pronostic d’un caryotype normal d’intermédiaire à défavorable. La présence d’une mutation KIT dans la leucémie core banding factor péjore le pronostic en intermédiaire.
Sophia Yohe, hématobiologiste américaine (2015) ; E. J. Duncavage, pathologiste américain (2021)
→ leucémie aigüe myéloblastique (définition et critères), leucémie aigüe myéloblastique (paysage génomique), FLT3, NPM1, CEBPA, KIT
[F1,Q1]
Édit. Édit 2021
liaison génétique l.f.
genetic linkage
Association de gènes présents sur le même chromosome.
Plusieurs allèles peuvent ainsi être transmis simultanément en raison de la proximité physique de leurs locus sur le génome, sauf lors d'enjambements qui peuvent rompre la liaison.
Cette locution est utilisée pour décrire l'association de génotypes particuliers à certains phénomènes, p. ex. certaines maladies. Le degré de liaison, mesuré par le pourcentage de recombinaisons entre allèles dans la descendance, définit une distance génétique (distance entre les locus des gènes considérés) qui est exprimée en centimorgans et permet la réalisation de cartes génétiques.
→ groupe de liaison, ligat, morgan, recombinaison génétique
maladie génétique l.f.
genetic disease
Maladie due à une aberration chromosomique ou à la mutation d'un gène.
Syn. génopathie, maladie familiale
marqueur génétique l.m.
genetic marker
Caractère héréditaire facilement détectable et à déterminisme génétique simple.
Par par exemple la résistance d’une souche bactérienne à un antibiotique est un marqueur génétique. Le trait génotypique permet de repérer une cellule ou un chromosome. La localisation dans le génome de certains marqueurs génétiques est connue.
matériel génétique l.m.
germplasm
Ensemble des structures moléculaires porteuses de l'information héréditaire.
Par par exemple, l'ADN ou l'ARN de certains virus.
mosaïque génétique n.f.
genetic mosaic
Structure où coexistent des cellules de génotypes différents apparus par mutations au cours du développement de cet organisme.
Selon le moment de survenue de la mutation, on parle de mosaïque somatique, celle-ci intervenant au début de l’embryogenèse, ou de mosaïque germinale, apparue au cours du développement des gonades.
myopie forte (génétique) l.f.
myopia severe (genetic)
Myopie déterminée par plusieurs gènes avec une forme dominante publiée par Franceschetti tandis que Karlsson pense qu'elle est probablement souvent récessive.
Certains auteurs pensent que la myopie influence le développement du cerveau (myopie plus élevée chez les étudiants aux plus forts QI) et que la myopie et une certaine forme d'intelligence sont soumis à des gènes pléiotropiques (détermination par un seul gène de plusieurs caractères qui ne semblent avoir aucun rapport entre eux).
Un facteur de croissance, sécrété par la rétine, aurait une influence sur l'œil et le cerveau.
Des variants ont été identifiés en 15q25 et un gène de susceptibilité en 15q14. La myopie est probablement plurigénique avec influence environnementale ; on la trouve associée dans de nombreuses affections de transmission récessive avec le glaucome congénital ; liée au sexe avec l'héméralopie ; dominante avec le nystagmus. Sa transmission peut être autosomique dominante (MIM 160700) ou autosomique récessive.
L. Karlsson, médecin généticien islandais (1975) ; A. Franceschetti, ophtalmologiste suisse (1953)
Étym. gr. muein : cligner ; ôps : œil ; bas lat. myops, myopsis : qui a la vue courte
→ myopie, glaucome congénital, héméralopie, nystagmus
[ P2, Q3]
Édit. 2018
patrimoine génétique l.m.
germplasm