Épigénétique du spermatozoïde

RésuméEn plus d'une information génétique, le spermatozoïde apporte à l'embryon une information, de nature épigénétique, non codée par des variations de séquence de l'ADN. Dans la cellule somatique, il est actuellement admis que l'information épigénétique est régulée non seulement par la méthylation de l'ADN mais aussi par des modifications de la structure du génome, ou épigénome. Au cours de la maturation des cellules germinales mâles, la structure du génome est globalement remaniée puisque les histones, protéines nucléaires associées à l'ADN dans la cellule somatique, sont pour la plupart d'entre elles, enlevées et remplacées par les protamines, protéines basiques spécifiques du noyau spermatique, compactant l'ADN dans celui-ci. Cependant, des histones et probablement d'autres protéines restent associées à l'ADN spermatique, et la structure du génome spermatique est en réalité hétérogène. Une hypothèse est que cette hétérogénéité de l'épigénome spermatique pourrait véhiculer une information épigénétique importante pour le développement de l'embryon. Actuellement, s'il est possible d'apprécier globalement la structure du génome spermatique, rien n'est encore connu précisément sur cette structure. En particulier, des données très récentes suggèrent que certaines régions du génome pourraient être spécifiquement associées à des protéines spécifiques. Cette régionalisation du génome pourrait être le support d'une information épigénétique cruciale pour le développement embryonnaire.

In addition to genetic information, the spermatozoon carries another type of information, named epigenetic, which is not associated with variations of the DNA sequence. In somatic cells, it is now generally admitted that epigenetic information is not only regulated by DNA methylation but also involves modifications of the genome structure, or epigenome. During male germ cell maturation, the epigenome is globally re-organized, since most histones, which are associated to DNA in somatic cells, are removed and replaced by sperm specific nuclear proteins, the protamines, responsible for the tight compaction of the sperm DNA. However, a small proportion of histones, and probably other proteins, are retained within the sperm nucleus, and the structure of the sperm genome is actually heterogeneous. This heterogeneity of the sperm epigenome could support an epigenetic information, transmitted to the embryo, which could be crucial for its development. Although it is nowadays possible to appreciate the global structure of the sperm genome, the precise constitution of the sperm epigenome remains unknown. In particular, very recent data suggest that specific regions of the genome could be associated with particular proteins and define specific structures. This structural partitioning of the sperm genome could convey important epigenetic information, crucial for the embryo development.