Epigenetics: a reading of the genome through stable / temporary / inheritable modifications

Epigenetics refers to molecular processes checking the reading of the genome. These processes, including DNA methylation, the histone post translational modifications, as well as small and long non coding ARN, constitute the epigenetic machinery and participate to nuclear architecture. Stable, flexible, and quickly variable, the epigenetic status of cell nucleus is dynamic. After the fertilization, the parental genomes undergo epigenetic reprogramming, orchestrating the gene expression essential to the embryonic development. During the embryo development, the waves of cellular differentiation involved in organogenesis, come along with the implementation of cell-specific epigenome. Its stability is insured by the heritability of the epigenetic marks through the mitosis (and meiosis). It provides the maintenance of cell function associated with the stability of gene expression profile. Flexibility and/or reversibility of these marks take place in answer to diverse environmental changes. The importance of these processes is suggested by fetal programming, underlined the impact of in utero life on adult health and diseases. In order to exemplify these concepts, we will analyze the role played by the epigenetic programming during the spermatogenesis. Thus, epigenetics acts such as cell memory and origin of diversity between the individualsL’épigénétique se réfère à un ensemble de processus moléculaires contrôlant le fonctionnement du génome. Ces processus, mettant en jeu la méthylation de l’ADN, les modifications post-traductionnelles des histones, de petits et grands ARN non codants, constituent la machinerie épigénétique et participent à l’architecture nucléaire. Stable mais aussi flexible, et variant rapidement, le statut epigénétique du noyau cellulaire est dynamique. Dès la fécondation, les patrimoines génétiques parentaux subissent une reprogrammation épigénétique orchestrant l’expression génique indispensable au développement embryonnaire. Au cours du développement, les vagues de différenciation cellulaire, nécessaires à l’organogénèse, s’accompagnent de la mise en place d’épigénomes cellulaires spécifiques dont la stabilité est assurée par l’héritabilité des marques épigénétiques à travers la mitose (voire la méiose). Ceci garantit le maintien de la fonction cellulaire de par la stabilité du profil de gènes exprimés. Flexibilité et/ou réversibilité de ces marques peuvent intervenir en réponse à divers changements environnementaux. Cette caractéristique prend toute sa dimension dans les processus de programmation foetale, soulignant l’empreinte de la vie in utero sur le devenir de la descendance. Afin d’illustrer l’ensemble de ces notions, nous prendrons divers exemples de biologie du développement avec une attention particulière concernant la place de la programmation épigénétique au cours de la spermatogenèse. L’épigénétique peut être considérée comme mémoire cellulaire et source de diversité entre les individu