Depuis plus d'un siècle, les expériences de Mendel sur les pois ont servi de texte sacré de la génétique - une histoire bien rangée d'allèles dominants et récessifs transmis comme des héritages familiaux. Mais il s'avère que l'ADN n'est pas la seule chose que les parents peuvent léguer. Une nouvelle étude financée par le gouvernement fédéral sur des souris révèle que les marques épigénétiques - des modifications chimiques qui ajustent la fonction des gènes sans altérer le code sous-jacent - peuvent enfreindre les règles classiques de Mendel. Environ 7 % des schémas de transmission épigénétique examinés ne se sont pas comportés comme prévu, et l'équipe a même repéré de rares phénomènes d'hérédité auparavant observés uniquement chez les plantes et les mouches.

"Les schémas non mendéliens de transmission de l'épigénétique pourraient être un moyen plus rapide d'acquérir des traits divers ou nouveaux que les altérations de la séquence génomique elle-même, surtout en réponse aux pressions environnementales", a déclaré Andrew Feinberg, M.D., professeur distingué Bloomberg à l'Université Johns Hopkins et co-responsable de la recherche avec des collègues de l'Université Texas A&M. Les résultats, publiés le 20 mai dans *Nature Genetics* et soutenus par les National Institutes of Health et la National Science Foundation, ajoutent de nouvelles rides au tableau soigné que Mendel a peint avec ses pois.

Les lois de Mendel décrivent comment les allèles - différentes versions des gènes - sont hérités, les dominants exprimant des traits et les récessifs se cachant jusqu'à ce qu'ils trouvent un partenaire correspondant. Mais les scientifiques savaient déjà qu'il existait des exceptions, comme l'empreinte génomique, où l'activité d'un allèle dépend du parent dont il provient. La nouvelle étude a découvert une empreinte dans cinq gènes supplémentaires et a révélé que l'hérédité épigénétique non mendélienne pourrait être plus courante qu'on ne le pensait. Dans certains cas, les schémas épigénétiques hérités ne pouvaient être attribués à aucun des deux parents - des fantômes épigénétiques, en quelque sorte.

Pour suivre ces effets, les chercheurs ont analysé la méthylation de l'ADN - une modification épigénétique courante où des groupes chimiques carbone-hydrogène s'attachent aux régions promotrices des gènes - dans des échantillons de tissus de trois générations de souris (26 dans la première, 34 dans la seconde, 19 dans la troisième). Ils ont surveillé à la fois les séquences génétiques et 12 schémas connus de méthylation héritée, en utilisant le séquençage long de l'ADN pour obtenir une image plus claire des différences alléliques et des sites de méthylation distants.

Sur les chromosomes non sexuels, l'équipe a identifié 522 cas - environ 7 % des schémas examinés - qui défiaient les attentes mendéliennes. Parmi ceux-ci, 54 événements d'hérédité "émergente" absents chez les deux parents. Dans un exemple frappant, deux souris dépourvues de méthylation sur un allèle spécifique ont produit une progéniture où les deux copies de cet allèle portaient la méthylation. "La méthylation est apparue de nulle part", a déclaré Feinberg. L'étude a également trouvé la première preuve de paramutation chez un mammifère : dans un gène appelé Capn11, qui joue un rôle clé dans le développement du sperme, la méthylation sur un allèle a déclenché la méthylation sur un autre. "C'est presque comme si la méthylation était transférée à un autre allèle", a expliqué Feinberg. La paramutation s'est produite dans une région liée à un élément génétique répétitif connu pour être influencé par des facteurs environnementaux comme l'alimentation, le stress et les traumatismes.

"Ce travail pourrait convaincre les scientifiques d'intégrer plus souvent la génomique et l'épigénomique pour une compréhension complète de la façon dont les traits qui produisent des maladies et des états sains sont hérités", a déclaré le co-auteur Kasper Hansen, Ph.D., professeur de biostatistique à la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. L'équipe prévoit maintenant de rechercher des schémas similaires dans les données génomiques humaines, ce qui pourrait aider les généticiens cliniciens à comprendre les maladies héréditaires et la façon dont les influences environnementales se répercutent sur les générations.