Analyse comparative du transcriptome et du méthylome dans l'anabolisme, l'hypertrophie et la mémoire épigénétique du muscle squelettique humain.
Daniel C Turner bioRxiv posted 15 February 2019
Des modifications importantes du transcriptome dans le muscle squelettique humain après une hypertrophie induite par un exercice de résistance aiguë (anabolique) et chronique (ER) ont été largement déterminées dans la littérature. Nous avons également entrepris récemment une analyse du méthylome de l’ADN (plus de 850 000 sites CpG) dans le muscle squelettique humain après une ER chronique, le retrait de la formation et le recyclage, dans laquelle nous avons identifié un rôle de la méthylation de l’ADN dans la mémoire épigénétique de l’hypertrophie du muscle squelettique induite par l’exercice. Cependant, on ignore actuellement si tous les gènes identifiés dans les études de transcriptome à ce jour sont également régulés épigénétiquement au niveau de l'ADN après une exposition aiguë, chronique ou répétée à des énergies renouvelables. Nous avions donc pour objectif d’entreprendre une analyse bioinformatique à grande échelle en regroupant les données de transcriptome accessibles au public après des réactions aiguës (110 échantillons) et chroniques (181 échantillons) et en comparant ces ensembles de données volumineux avec notre analyse de la méthylation de l’ADN à l’échelle du génome dans le muscle squelettique humain après une exposition aiguë. ER chronique, formation et recyclage. En effet, après une ER aiguë, nous avons identifié 866 gènes régulés positivement et 936 au niveau d'expression, dont 270 (sur 866 régulés positivement) ont été identifiés comme étant hypométhylés et 216 (sur 936 régulés négativement) comme hyperméthylés. Après une ER chronique, nous avons identifié 2 018 gènes induits et 430 régulés négativement, 592 (sur 2 018 régulés) ont été identifiés comme étant hypométhylés et 98 (sur 430 gènes inhibés) ont été hyperméthylés. Après analyse de la voie KEGG, Les gènes associés aux voies cancéreuses étaient significativement enrichis à la fois par l'analyse bioinformatique des données combinées du transcriptome et du méthylome après une ER tant aiguë que chronique. Il en a résulté 23 (sur 69) et 28 (sur 49) gènes de cancer régulés positivement et hypométhylés et 12 (sur 37) et 2 (sur 4) gènes de cancer régulés négativement et hyperméthylés à la suite d'ER aiguës et chroniques, respectivement.
Au sein du tissu musculaire squelettique, ces fonctions cancéreuses prédominantes dans les gènes du cancer étaient associées à la structure matrice / actine et au remodelage, à la mécano-transduction (y compris PTK2 / kinase d’adhésion focale et phospholipase D- après une ER chronique uniquement), à la signalisation du TGF-bêta et à la synthèse protéique (GSK3B après aigu aigu uniquement). Intéressant, 51 gènes ont également été identifiés comme étant régulés à la hausse ou à la baisse lors de l'analyse du transcriptome groupé d'ER aiguë et chronique, ainsi que significativement hypo / hyperméthylés après une ER aiguë, d'ER chronique, de formation et de reconversion. Cinq gènes; FLNB, MYH9, SRGAP1, SRGN, ZMIZ1 ont démontré une augmentation de l’expression des gènes dans le transcriptome aigu et chronique de l’ER ainsi que de l’hypométhylation dans ces conditions.
Il est important de noter que ces 5 gènes ont démontré une hypométhylation conservée même au cours du désentraînement (après une hypertrophie induite par l'entraînement) lorsque l'exercice était interrompu et que la masse maigre était revenue aux niveaux de base (pré-entraînement), les identifiant comme nouveaux gènes de la mémoire épigénétique. Fait important, pour la première fois à la fois dans le transcriptome et l’épigénome combinés, cette étude identifie de nouveaux gènes méthylés de manière différentielle associés à l’anabolisme du muscle squelettique humain,
