Translocation robertsonienne
Fusion de chromosomes
La fusion robertsonienne ou translocation robertsonienne est une anomalie du caryotype caractérisée par la fusion de deux chromosomes acrocentriques ou télocentriques, par recombinaison non réciproque entre deux chromosomes (homologues ou non). Le résultat d'une telle fusion est un unique chromosome métacentrique, appelé chromosome robertsonien.
La fusion robertsonienne est découverte en 1916 par le zoologiste et cytogénéticien américain William Rees Brebner Robertson (en), dans des caryotypes de criquets[1]. Ces fusions ont depuis été observées chez de nombreux organismes (plantes, vertébrés et invertébrés), et constituent l'anomalie caryotypique la plus courante chez les mammifères[2]. Les chromosomes robertsoniens perturbent la méiose, pouvant entraîner une hypofertilité, un isolement reproductif voire une spéciation[3],[4].
Dans la phylogenèse
modifierUne fusion de chromosomes n'a qu'une influence limitée sur la viabilité des individus, mais c'est un événement pouvant conduire à une spéciation, et donc important pour la phylogenèse.
Le nombre de chromosomes peut ainsi différer entre espèces voisines. Le Muntjac de Chine (Muntiacus reevesi) a ainsi 2n = 46 chromosomes, le Muntjac d'Inde (Muntiacus muntjak) seulement 2n = 6 chez la femelle (7 chromosomes chez le mâle). L'Homme est de même la seule espèce de primates à n'avoir que 2n = 46 chromosomes, les autres grands singes en ont 2n = 48 (le chromosome 2 humain est l'homologue de deux chromosomes simiens).
À l'aide de la technique CRISPR-Cas9 on a aussi réalisé la fusion de deux chromosomes de la plante modèle Arabidopsis thaliana, de deux façons différentes. Les deux lignées obtenues sont auto-fertiles et ne présentent aucune différence phénotypique ni transcriptionnelle avec le type sauvage. En revanche, les hybrides de ces plantes avec le type sauvage ont une fertilité réduite[5].
Chez l'Homme
modifierLes chromosomes impliqués dans les translocations robertsoniennes sont les chromosomes acrocentriques 13, 14, 15, 21 et 22. Il résulte de cette translocation un chromosome avec un seul centromère et les deux bras longs des chromosomes acrocentriques, et un chromosome avec les deux bras courts des chromosomes acrocentriques, celui-ci étant généralement perdu lors des divisions cellulaires ultérieures. Le caryotype d'un porteur de translocation robertsonienne est par exemple noté 45,XY,rob(14;21) s'il s'agit d'un homme chez qui il y a eu une translocation entre les chromosomes 14 et 21.
Les porteurs d'une translocation robertsonienne sont fréquents dans la population générale : leur fréquence est estimée à 1 sur 1 000 naissances[6], voire 1 sur 800[7],[8],[9], sa forme la plus fréquente étant une fusion du chromosome 14 avec le 13 ou le 21[10]. La translocation peut être héritée ou de novo[11], généralement lors de la méiose maternelle (à l'origine de l'ovule)[12],[13]. Le mécanisme à l'origine des translocations les plus fréquentes implique un point de cassure commun dans SST1, un ADN macrosatellite (en) situé sur les chromosomes 13, 14 et 21 ; SST1 est inclus dans un domaine d'homologie partagé plus long, qui est inversé sur le chromosome 14, permettant une recombinaison méiotique fusionnant les bras longs de deux chromosomes (14 et 13, ou 14 et 21)[14].
Les porteurs de gènes robertsoniens sont généralement asymptomatiques, mais ces gènes contribuent à des trisomies (21 et 13)[15] et sont associés à des taux accrus de certains cancers[16] et de disomie uniparentale[17]. Même chez des sujets phénotypiquement normaux et sains, des problèmes surviennent lors de la gamétogenèse, durant laquelle le lot de chromosomes diploïdes sont divisés en deux pour produire les gamètes haploïdes. La méiose est perturbée et aboutit à la formation de gamètes dont le nombre de chromosomes est déséquilibré (par exemple, si la translocation a eu lieu entre un chromosome 14 et 21, les gamètes anormaux produits présenteront l'unique chromosome 14 ou l'unique chromosome 21, ou l'un de ces chromosomes en plus du chromosome der(14,21) qui est le produit de la translocation). Ainsi, les porteurs ont un risque majoré d'engendrer des descendants porteurs de trisomie ou de monosomie. Ces anomalies de nombre de chromosomes ou aneuploïdies sont donc héréditaires et indépendantes de l'âge. Les porteurs doivent être informés que leurs descendants peuvent hériter d'une anomalie chromosomique déséquilibrée et un diagnostic prénatal et/ou un diagnostic préimplantatoire est généralement proposé.
Notes et références
modifier- ↑ (en) Wm. Rees B. Robertson, « Chromosome studies. I. Taxonomic relationships shown in the chromosomes of Tettigidae and Acrididae: V-shaped chromosomes and their significant in Acridia, Locustidae, and Gryllidae: chromosomes and variation », Journal of Morphology (en), vol. 27, no 2, , p. 179-331 (DOI 10.1002/jmor.1050270202).
- ↑ (en) M. B. Qumsiyeh, « Evolution of Number and Morphology of Mammalian Chromosomes », Journal of Heredity, vol. 85, no 6, , p. 455-465 (DOI 10.1093/oxfordjournals.jhered.a111501).
- ↑ (en) Emry O. Brannan, Gabrielle A. Hartley et Rachel J. O’Neill, « Mechanisms of Rapid Karyotype Evolution in Mammals », Genes, vol. 15, no 1, , p. 62- (DOI 10.3390/genes15010062
). - ↑ (en) Malcolm A. Ferguson-Smith et Vladimir Trifonov, « Mammalian karyotype evolution », Nature Reviews Genetics (en), vol. 8, , p. 950-962 (DOI 10.1038/nrg2199).
- ↑ (en) Michelle Rönspies, Solmaz Khosravi, Ondřej Helia, Alessandro Valisi, Jiří Fajkus et al., « CRISPR-Cas–mediated heritable chromosome fusions in Arabidopsis », Science, vol. 390, no 6775, , p. 843-848 (DOI 10.1126/science.adz850).
- ↑ (en) Christine J Harrison et Claire Schwab, « Constitutional abnormalities of chromosome 21 predispose to iAMP21-acute lymphoblastic leukaemia », European Journal of Medical Genetics (en), no 59, , p. 162-165 (DOI 10.1016/j.ejmg.2016.01.006)
- ↑ (en) J. L. Hamerton, N. Canning, M. Ray et S. Smith, « A cytogenetic survey of 14,069 newborn infants. I. Incidence of chromosome abnormalities », Clinical Genetics (en), vol. 8, no 4, , p. 223-243 (DOI 10.1111/j.1399-0004.1975.tb01498.x).
- ↑ (en) Johannes Nielsen et Mogens Wohlert, « Chromosome abnormalities found among 34910 newborn children: results from a 13-year incidence study in Århus, Denmark », Human Genetics (en), vol. 87, , p. 81-83 (DOI 10.1007/BF01213097).
- ↑ (en) Wei-Wei Zhao, Menghua Wu, Fan Chen, Shuai Jiang, Hui Su et al., « Robertsonian Translocations: An Overview of 872 Robertsonian Translocations Identified in a Diagnostic Laboratory in China », PLOS One, vol. 10, no 5, , article no e0122647 (DOI 10.1371/journal.pone.0122647).
- ↑ (en) Scott L. Page, Jong-Chul Shin, Jin-Yeong Han, K. H. Andy Choo et Lisa G. Shaffer, « Breakpoint Diversity Illustrates Distinct Mechanisms for Robertsonian Translocation Formation », Human Molecular Genetics (en), vol. 5, no 9, , p. 1279-1288 (DOI 10.1093/hmg/5.9.1279).
- ↑ (en) E. B. Hook et P. K. Cross, « Rates of mutant and inherited structural cytogenetic abnormalities detected at amniocentesis: results on about 63000 fetuses », Annals of Human Genetics, vol. 51, no 1, , p. 27-55 (DOI 10.1111/j.1469-1809.1987.tb00864.x ).
- ↑ (en) Ruma Bandyopadhyay, Anita Heller, Cami Knox-DuBois, Christopher McCaskill, Sue Ann Berend et al., « Parental Origin and Timing of De Novo Robertsonian Translocation Formation », American Journal of Human Genetics, vol. 71, no 6, , p. 1456-1462 (lire en ligne , consulté le ).
- ↑ (en) Scott L. Page et Lisa G. Shatter, « Nonhomologous Robertsonian translocations form predominantly during female meiosis », Nature Genetics, vol. 15, , p. 231-232 (DOI 10.1038/ng0397-231).
- ↑ (en) Leonardo Gomes de Lima, Andrea Guarracino, Sergey Koren, Tamara Potapova, Sean McKinney et al., « The formation and propagation of human Robertsonian chromosomes », Nature, vol. 647, no 8091, , p. 952-961 (DOI 10.1038/s41586-025-09540-8 ).
- ↑ (en) Martin Poot et Ron Hochstenbach, « Prevalence and Phenotypic Impact of Robertsonian Translocations », Molecular Syndromology (en), vol. 12, no 1, , p. 1-11 (DOI 10.1159/000512676 ).
- ↑ (en) Minouk J. Schoemaker, Michael E. Jones, Craig D. Higgins, Alan F. Wright et Anthony J. Swerdlow, « Mortality and Cancer Incidence in Carriers of Balanced Robertsonian Translocations: A National Cohort Study », American Journal of Epidemiology, vol. 188, no 3, , p. 500-508 (DOI 10.1093/aje/kwy266 ).
- ↑ (en) Thomas Liehr, « Cytogenetic contribution to uniparental disomy (UPD) », Molecular Cytogenetics (en), vol. 3, , article no 8 (DOI 10.1186/1755-8166-3-8 ).
