Le puzzle génétique du chromosome Y est enfin terminé.

Le chromosome Y humain, responsable de la détermination du sexe masculin, a enfin fait l'objet d'un examen de bout en bout.

Les chercheurs ont séquencé le chromosome, qui contient de nombreux gènes impliqués dans la production de sperme et la fertilité, chez un homme d'origine européenne. La nouvelle construction d'un bout à l'autre, appelée construction télomère-télomère ou extrémité-extrémité, ajoute plus de 30 millions de bases d'ADN à un chromosome Y de référence précédemment assemblé, rapporte l'équipe en ligne le 23 août dans la revue Nature. Il s'agit de la dernière pièce du pangénome humain, un effort visant à répertorier tout l'ADN humain (SN: 5/10/23).

Le chromosome Y est le plus petit des chromosomes humains. "Autrefois, les gens pensaient que c'était juste une décharge pour le matériel génomique humain et qu'il ne servait qu'à une seule chose... déterminer le sexe masculin", explique Yun-Fai Chris Lau, généticien humain à l'Université de Californie, à San Francisco, qui n'a pas participé aux travaux. Comme le comédien Rodney Dangerfield, le chromosome Y n'a aucun respect, dit-il.

Mais il est clair que le chromosome Y fait plus que déterminer le sexe masculin, dit Lau. Certains hommes perdent le chromosome Y de certaines de leurs cellules. Cette perte les expose à un risque de cancer, de la maladie d'Alzheimer et d'autres maladies (SN: 10/26/14). Disposer d'un chromosome Y de référence véritablement complet permettra aux chercheurs de mieux comprendre le rôle joué par ce chromosome dans le corps, dit-il.

Bien que petit, le chromosome Y a intimidé de nombreux chercheurs en raison de ses nombreuses régions d'ADN répétées, explique Adam Phillippy, chercheur en bioinformatique à l'Institut national de recherche sur le génome humain des États-Unis à Bethesda, dans le Maryland, qui a dirigé le projet.

Il existe des séquences répétées de lettres d'ADN, ou bases - les éléments constitutifs de l'ADN porteurs d'informations - disposées bout à bout et s'étendant sur des millions de bases, comme des rangées apparemment infinies de pièces de puzzle identiques. Certaines parties du chromosome ont les pièces de puzzle inversées. Et certaines séquences d'ADN contiennent des palindromes ; les lettres d'ADN se lisent de la même manière dans les deux sens. Il existe également de multiples copies de gènes individuels.

Toute cette répétition rend difficile de savoir exactement où s'insère une pièce particulière dans le puzzle, c'est pourquoi les scientifiques ont gardé ces parties répétitives pour la fin, explique Phillippy. "Quand vous remettez votre puzzle en place, vous gardez toujours les pièces répétitives, comme l'herbe, les arbres ou le ciel, pour la fin".

Une étude distincte, également publiée en ligne le 23 août dans Nature, a séquencé l'ensemble du chromosome Y de 43 personnes, dont 21 d'origine africaine. Cette étude a révélé que le chromosome sexuel masculin peut varier en longueur d'une personne à l'autre de plusieurs millions de bases d'ADN, ce qui signifie que chez certaines personnes, le chromosome contient des copies supplémentaires de certains gènes ou autres parties de l'ADN. Par exemple, les hommes peuvent avoir entre 23 et 39 copies de gènes TSPY, impliqués dans la production de sperme, ont découvert les chercheurs.

Le fait de disposer de chromosomes Y complets provenant de plusieurs personnes a permis à Phillippy et à ses collègues de résoudre un mystère. L'ancien chromosome de référence avait le gène TSPY2 situé près d'une extrémité du chromosome. Mais la version télomère-télomère l'a montré près du centromère - la partie pincée du chromosome - et à l'envers par rapport à la référence.

"Nous avons confirmé que c'était correct dans notre assemblage, donc nous supposions simplement que c'était une erreur dans l'ancien assemblage", explique Phillippy. Mais la deuxième étude a montré que les deux versions étaient correctes. TSPY2 a sauté d'un endroit à un autre du chromosome. Certaines personnes l'ont à un endroit, tandis que d'autres l'ont à l'autre.

Le fait d'avoir de multiples copies de gènes TSPY et l'emplacement variable de TSPY2 peut influencer l'activité des gènes et leur effet sur la production de sperme, explique Lau. Certaines études antérieures ont laissé entendre que des nombres différents de copies peuvent affecter la fertilité, tandis que d'autres études n'ont trouvé aucune relation. Les informations plus précises fournies par les nouvelles études pourraient aider à trancher le débat, ou du moins donner aux chercheurs plus d'indices sur la manière dont les gènes influencent la production de sperme, dit-il.

Les nouvelles recherches peuvent aider les scientifiques à en apprendre davantage sur l'évolution du chromosome Y, selon Phillippy. Et à terme, l'étude de ses gènes et de leurs variantes pourrait permettre une meilleure compréhension de la fertilité et des traitements contre l'infertilité, dit-il, mais de telles applications médicales sont probablement encore loin.

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