Bac Spécialité SVT 30 août 2022 Polynésie
Exercice 2: (8 points) Comportements, mouvement et système nerveux - La dystrophie myotonique de Steinert
La maladie de Steinert ou dystrophie myotonique de type 1 (DM1), est une maladie rare, d'origine génétique où le gène DMPK a été identifié comme responsable. Cette maladie affecte les muscles, qui, non sollicités, s'affaiblissent (dystrophie) et qui se relâchent mal après contraction (myotonie). Elle touche également d'autres organes.
Expliquez dans le cas particulier de la DM1, en quoi l'utilisation du système enzymatique CRISPR/Cas9 peut constituer un espoir thérapeutique.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances complémentaires nécessaires.
document 1 : caractéristiques génétiques d'une famille atteinte de la dystrophie myotonique de Steinert (DM1)
Les médecins distinguent différentes formes de DM1 en fonction de l'âge du patient au début de la maladie. La maladie peut ainsi être congénitale, infantile, juvénile, adulte ou tardive.
Plus les manifestations de la maladie sont précoces, plus les symptômes sont marqués et aggravés. Une famille concernée par cette myopathie est représentée dans l'arbre généalogique.
Le nombre de triplets CTG dans le gène DMPK et l'âge de l'apparition des symptômes sont indiqués pour les individus malades.
d'après Hamzi et al.. 2010.
document 2 : électrophorèse du gène DMPK
Plusieurs individus ont effectué un test génétique par électrophorèse sur le gène DMPK.
Les résultats des individus I.2 et II.2 y sont indiqués par des flèches.
Nombre de répétitions du triplet CTG:
– inférieur ou égal à 20: allèle sain, phénotype normal;
– compris entre 20 et 100: allèle responsable de la forme adulte ou tardive de la maladie;
– supérieur à 100: allèle responsable de la forme juvénile de la maladie.
d'après 2019. G. Gourdon. Inserm. Modifié
document 3 : conséquences des répétitions du triplet CTG dans le gène DMPK
Dans la DM1, les répétitions élevées de triplets CTG, au niveau de l'ADN, sont transcrites dans les ARN messagers (1). Ces ARN trop longs ne sortent plus du noyau, mais au contraire s'y accumulent constituant des agrégats nucléaires (2). Les ARN messagers anormaux fixent et piègent diverses protéines nucléaires les empêchant de jouer leur rôle (3).
L'altération de la production de certaines protéines induit un dysfonctionnement cellulaire (4).
d'après M.Gilles. 2020. AFM-Telethon. Modifié
document 4 : une utilisation du système enzymatique CRISP/Cas9
CRISP/Cas9 est un outil moléculaire qui ouvre de nouvelles perspectives pour des travaux concernant l'ADN. Un ARN " guide " se fixe à une séquence cible de l'ADN dont il est complémentaire. La nucléase Cas9 coupe alors la double hélice d'ADN de la région ciblée.
L'association de l'ARN " guide " et de la nucléase Cas9 permet ainsi de réparer la région d'ADN ciblée.
d'après A. Buj Bello, 2020. Edition du génome pour la DM1. Genethon. Modifié.
document 5 : efficacité du système Crisp-Cas9 sur l'expression de différents gènes
Le gène DMPK qui est la cible du traitement enzymatique Crisp-Cas9, contrôle l'expression d'autres gènes. Ainsi trois gènes s'expriment dans les myoblastes sains sous le contrôle du gène DMPK : MBLN1, INSR et ATP2A1. On évalue leur niveau d'expression dans des myoblastes d'individus sains et d'individus atteints de myopathie de Steinert, traités ou non par l'action enzymatique Crisp-Cas9.
Les barres horizontales au sommet des histogrammes indiquent la marge d'erreur.
d'après 2019. G. Gourdon.