Qu'est ce que la génomique ?

• A - Définition :

La génétiquegénétique est, d'après le dictionnaire de la langue française, la Science de l'hérédité. La génétique s'intéresse donc aux caractères transmissibles de génération en génération.

Le génomegénome est, par définition, l'ensemble des gènesgènes portés par les chromosomeschromosomes. La génomiquegénomique est donc la Science qui étudie l'ensemble des gènes. La génomique s'intéresse tout d'abord à la cartographie physique des génomes et à la structure des gènes : il s'agit de la génomique structurale anciennement appelée génétique moléculaire (localisation des gènes, nombre d'exonsexons, d'intronsintrons, polymorphismes, ...)

La génomique s'intéresse aussi à la fonction des gènes (il s'agit de la génomique fonctionnelle). Un des moyens d'étudier ces fonctions est d'étudier les mécanismes de l'expression des gènes (il s'agit de la génomique expressionnelle).

La réalisation du séquençageséquençage du génome à haut débitdébit a permis un essor considérable de la génomique structurale, les techniques de « puces à ADNADN » ont permis celui de la génomique expressionnelle. En effet, l'automatisation des techniques de biologie moléculairebiologie moléculaire permet d'étudier simultanément la quasi totalité des transcrits (ou ARN messagerARN messager) d'un tissu d'un individu à un instant donné. Il s'agit du transcriptometranscriptome. Le suffixe 'ome' a été rajouté à l'objet d'étude (les transcrits) pour indiquer que les études sont réalisées à haut débit. Parallèlement, le développement d'autres techniques automatisées autorisant des études à grande échelle des protéinesprotéines a conduit à l'étude du protéomeprotéome (c'est à dire de l'ensemble des protéines).

La génomique génère de très nombreuses données en raison du caractère automatisé et exhaustif des techniques modernes. Elle autorise, avec la Physiologie, une vision intégrée des gènes aux phénotypesphénotypes en passant par les transcripts, les protéines, les métabolitesmétabolites, etc.... c'est pourquoi, on parle de biologie intégrative. Cette dernière ne peut se développer sans un stockage raisonné et une analyse globale des données générées aux différents niveaux (transcript, protéines, physiologie). Ces étapes nécessitent le concours de la bio-informatique, autre nouvelle Science en expansion.

• B - Historique :

Un bref regard en arrière souligne la vitesse avec laquelle notre connaissance des génomes s'est développée, ce qui peut laisser penser que les progrès futurs seront tout aussi spectaculaires.

- 1953 : découverte de la structure en double hélice de l'ADN, support de l'hérédité
- 1973 : date approximative des premières opérations de génie génétiquegénie génétique en laboratoire
- 1977 : mise au point des techniques de séquençage de l'ADN
- 1984 : séquençage du premier génome, le virus Epstein-Barr
- 1990 : lancement officiel du programme international du séquençage du génome humain
- 1991 : apparition de la première "puce à ADN" construite par la Société AFFYMETRIX
- 1996 : séquençage du génome de la levurelevure
- 1997 : séquencage du génome de la bactériebactérie Escherichia coliEscherichia coli
- 1998 : séquençage du génome du nématodenématode Caenorhabditis elegansCaenorhabditis elegans
- 2000 : séquençage des génomes de la drosophiledrosophile, de la souris et de la plante Arabidopsis
- 2001 : premières données sur le séquençage complet du génome humain

De l'ensemble de ces avancées, on peut retenir quelques grandes idées: Du point de vue génétique, les êtres humains sont à 99,9% identiques. Mais les faibles différences (0,1%) autorisent la détermination des empreintes génétiquesempreintes génétiques à partir de l'ADN. En effet, deux êtres humains diffèrent par 3 millions de bases nucléotidiques sur 3 milliards au total. Ces empreintes individuelles ont de multiples applications comme la recherche de paternité, la recherche en criminologie chez l'homme, la traçabilitétraçabilité des produits carnés chez les bovins. Moins de 5% du génome correspond à des gènes qui peuvent être exprimés. L'étude du transcriptome ne s'adresse donc qu'à une toute petite partie du génome, mais certainement la plus importante car fonctionnelle.

• C - Perspectives

Nul ne peut prédire les retombées de la génomique, néanmoins, il est clair que « la compréhension du génome n'est pas une fin en soi, c'est un moyen de répondre à des questions biologiques » (P Kourilsky, 2001, Directeur de l'Institut Pasteur). Oui, mais lesquelles ? Elles sont assurément nombreuses quel que soit le domaine étudié (médecine humaine, amélioration des plantes, amélioration des produits animaux ou végétaux destinés à la consommation humaine, etc).

Cette méconnaissance des applications possibles de la génomique, associée à la peur naturelle des manipulations génétiques fait que le grand public s'interroge et s'inquiète, ce qui est légitime. Il est donc du devoir des chercheurs d'expliquer avec conviction et honnêteté les formidables enjeux de la révolution génomique. Une difficulté, dans cet exercice, est de bien séparer ce qui est du domaine de la description des phénomènes biologiques de ce qui est de la manipulation biologique. Notre propos ici ne porteporte que sur le premier point que l'on appelle souvent le « pilotage des processus naturels » par opposition à la « production d'objets inédits dans la nature » (Larrère, 2000) parmi lesquels se classent (peut-être ?) les OGM (Organismes Génétiquement ModifiésOrganismes Génétiquement Modifiés).

L'objectif des recherches présentées ici est en effet de mieux comprendre la diversité naturelle des mécanismes biologiques à l'origine de la diversité naturelle des phénotypes, c'est à dire des caractéristiques des individus. En Médecine humaine, on espère ainsi identifier des gènes de prédispositionprédisposition aux pathologiespathologies complexes (cancerscancers, maladies cardiovasculairesmaladies cardiovasculaires, etc), repérer de nouvelles cibles des médicaments, adapter les soins au profil génétique des patients, etc.