Introduction à l’épigénomique et à l’analyse à l’échelle de l’épigénome

L’épigénétique est l’étude des changements héréditaires autres que ceux codés dans la séquence d’ADN. La méthylation de la cytosine de l’ADN au niveau des dinucléotides CpG est le phénomène épigénétique le plus étudié, bien que les changements épigénétiques englobent également des mécanismes de méthylation non ADN, tels que les modifications covalentes des histones, les interactions micro-ARN et les complexes de remodelage de la chromatine. Ce chapitre commence par un aperçu général de l’épigénomique, puis se concentre sur la compréhension et l’analyse des données de méthylation de la cytosine à l’échelle du génome. Il existe de nombreuses techniques basées sur les microréseaux pour mesurer la méthylation de la cytosine dans l’ensemble du génome, ainsi que des techniques de référence basées sur le séquençage d’ADN converti au bisulfite, qui permet de mesurer la méthylation dans un ensemble plus petit et plus ciblé de loci. Nous avons donné un aperçu de plusieurs des technologies actuelles, de leurs avantages, de leurs limites et des améliorations récentes. Quelle que soit la technologie utilisée, l’objectif est de produire un ensemble de mesures de la méthylation qui soient hautement cohérentes avec les niveaux de méthylation réels de l’ensemble correspondant de dinucléotides CpG. L’identification de tous les loci présentant une méthylation ou une hypométhylation aberrante dans les maladies ou dans les processus naturels tels que le vieillissement nécessite la comparaison des niveaux de méthylation dans de nombreux échantillons. Dans ce type d’études, le développement d’outils de diagnostic basés sur la méthylation peut s’avérer intéressant. Ces outils pourraient être utilisés comme stratégies de détection précoce des maladies à partir d’un ensemble de loci sentinelles. En outre, l’identification de loci présentant des événements de méthylation potentiellement réversibles pourrait déboucher sur de nouvelles options thérapeutiques. Étant donné le grand nombre de sites mesurables, la hiérarchisation des loci candidats est une question importante et complexe qui repose sur une base de tests statistiques et de résumés appropriés. Associé aux estimations statistiques de l’importance, le contexte génomique de chaque locus mesuré peut offrir des informations importantes sur les mécanismes par lesquels les changements épigénétiques influent sur la maladie et nous permet d’affiner davantage les loci candidats. Nous conclurons ce chapitre en identifiant les problèmes liés à la construction de modèles de prédiction basés sur la méthylation et les directions potentielles de la recherche statistique future en épigénétique.