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Le professeur Walter SCHAFFNER est à la tête de l’Institut de biologie moléculaire II de l’Université de Zurich. Il est âgé de 44 ans. Son nom est lié à la découverte des séquences d’acides nucléiques que l’on nomme ” enhancer “. Il s’agit d’éléments de l’ADN qui sont associés aux gènes des organismes supérieurs, y compris l’homme, et qui jouent un rôle essentiel dans la régulation de l’expression génétique. En particulier, la découverte des ” enhancer ” présents dans les gènes des immunoglobulines a fait avancer notre compréhension des phénomènes de recombinaison génétique propres au système immunitaire.
Les recherches actuelles du professeur Walter SCHAFFNER portent sur les interactions entre les ” enhancer “, les facteurs cellulaires qui les reconnaissent et certaines modifications chimiques de l’ADN. Elles visent à élucider les règles qui régissent l’expression des gènes dans la cellule, tant à l’état normal que pathologique.
Le Prix Louis-Jeantet de médecine permettra, entre autres, au professeur Walter SCHAFFNER d’acquérir un équipement d’analyse et de triage des cellules vivantes (” fluorescence-activated cell sorter “).
Travaux de recherche
De façon simplifiée, on peut considérer que toutes les cellules de notre organisme hébergent dans leurs noyaux, les mêmes gènes qui, avec les régions non-codantes de l’ADN, forment ensemble la totalité de notre matériel génétique. Pour l’espèce humaine, on évalue le nombre de ces gènes à 100000. Néanmoins dans chaque cellule particulière (nerveuse, hépatique, musculaire, etc.), seuls certains gènes sont ” exprimés “, c’est-à-dire qu’ils sont actifs et dirigent effectivement la production des protéines qu’ils spécifient (exemple gène 1). Tous les autres gènes sont silencieux (exemple gène 2).
Ainsi, les différents types de cellules que compte notre organisme diffèrent par l’identité des gènes exprimés ou silencieux. Cette ” expression différentielle ” des gènes n’est pas immuable, mais elle varie dans le temps au cours du développement cellulaire.
Dans le schéma fictif ci-après, le gène 1 est exprimé tandis que le gène 2 est silencieux. Dans un schéma différent valable pour un autre type de cellule, on pourrait avoir l’expression des deux gènes ou d’aucun d’entre eux. Dans une cellule donnée, seuls 10000 à 50000 gènes sont actifs.
Le problème du contrôle de l’expression génétique concerne les mécanismes régulateurs qui déterminent dans chaque cellule et à chaque étape de son développement, quels sont les gènes qui vont être exprimés ou au contraire silencieux. Il s’agit là d’un des problèmes les plus fondamentaux de la biologie moléculaire. Il est au centre de notre compréhension de phénomènes aussi divers que la différenciation des tissus chez l’embryon, la cancérisation ou le vieillissement.
En 1981, Walter Schaffner découvre qu’un fragment d’ADN non-codant en provenance d’un virus du singe (le virus SV40) intégré au voisinage d’un gène étranger par les techniques du génie génétique, stimule l’expression de ce gène. Ce fragment a été baptisé séquence ” enhancer “, ce qui signifie séquence stimulatrice.
En 1983, Walter Schaffner montre que ces séquences ” enhancers ” ne sont pas simplement des particularités propres à certains virus, mais qu’elles existent dans toutes nos cellules. Cette découverte fut réalisée à partir du génome des lymphocytes, en déterminant la structure fine d’un gène spécifiant une chaîne lourde d’anticorps. Ce résultat montre que les ” enhancers ” représentent un élément fondamental du système de régulation de l’expression génétique de chaque cellule. Ce sont eux qui sont impliqués dans l’activation sélective de certains gènes.
La portée générale de ces découvertes a été confirmée par de très nombreux travaux qui ont mis en évidence des ” enhancers ” dans la plupart des gènes cellulaires étudiés à ce jour.
Actuellement, Walter Schaffner étudie également un autre aspect du contrôle de l’expression génétique, à savoir le rôle de certaines modifications chimiques de l’ADN qui accompagnent l’activation ou la répression des gènes. Il apparaît en effet que ” l’extinction ” d’un gène peut être liée à une méthylation de certains de ses segments, c’est-à-dire à l’existence de groupements méthyles (-CH3) attachés de façon covalente à la chaîne d’ADN.
Pour étudier ces changements biochimiques et leurs relations avec la différenciation, la cancérisation ou le vieillissement cellulaire, il faut pouvoir procéder à des mesures sur des cellules vivantes prises individuellement, puis établir des clones à partir de ces cellules isolées.
Grâce aux moyens mis à disposition par la Fondation Louis Jeantet de Médecine, le lauréat se propose d’acquérir un équipement extrêmement complexe qui permette de trier des cellules vivantes et par là-même d’étudier le contrôle de l’expression génétique sur la descendance d’une seule et même cellule plutôt que de travailler sur des populations hétérogènes.
Prof. Dr. Walter Schaffner
Direktor
Inst. f¨r Molekularbiologie II
der Universität Zürich
Winterthurstrasse, 190
CH – 8057 Zürich
Tél. : +41 1 635 31 51
Fax: +41 1 635 68 11
E-mail: <email-pii>
Site Internet:
Universität of Zürich, Institute of Molecular Biology