Présentation

L’épissage alternatif est un mécanisme fondamental par lequel un seul gène peut produire de multiples isoformes d’ARNm, augmentant considérablement la capacité codante du génome. Près de 95 % des gènes humains multi-exoniques subissent un épissage alternatif, générant des produits protéiques distincts pouvant avoir des fonctions différentes, voire opposées. Le choix des exons inclus ou exclus est étroitement régulé et spécifique au tissu. L’analyse de l’épissage alternatif vise à identifier et quantifier ces différences au niveau des isoformes entre conditions, stades de développement ou états pathologiques, révélant une couche supplémentaire de régulation génique au-delà des simples changements d’expression.

Méthodes

La détection des événements d’épissage alternatif à partir de données RNA-seq nécessite des approches computationnelles spécialisées. Les outils de quantification d’isoformes (tels que Salmon, Kallisto ou RSEM) estiment l’abondance de chaque isoforme de transcrit connu. Les outils basés sur les événements (rMATS, MAJIQ ou SUPPA2) classifient les événements d’épissage en catégories : saut d’exon, exons mutuellement exclusifs, sites d’épissage 5’ ou 3’ alternatifs et rétention d’intron. Ces outils utilisent des matrices de comptage des lectures s’alignant sur les jonctions d’épissage par rapport aux exons et testent les différences significatives à l’aide de modèles statistiques appariés. La détection d’épissage de novo (par StringTie ou Cufflinks) assemble les transcrits sans annotation pour découvrir de nouvelles isoformes. La visualisation des différences d’épissage avec des graphiques sashimi (de MISO ou IGV) aide à interpréter les motifs complexes.

Applications

La dérégulation de l’épissage alternatif est une caractéristique de nombreuses maladies. Dans le cancer, les facteurs d’épissage sont fréquemment mutés, produisant des isoformes spécifiques à la tumeur qui favorisent la prolifération et les métastases. Les troubles neurologiques tels que l’amyotrophie spinale et la démence frontotemporale résultent directement de défauts d’épissage. La compréhension des profils d’épissage aide à interpréter la structure et les types d’ARN et s’appuie sur les concepts de transcription et maturation de l’ARN. L’analyse de l’épissage recoupe également la régulation génique et l’épigénétique, car l’état de la chromatine influence la sélection cotranscriptionnelle des sites d’épissage, et la rétroaction de l’épissage peut réguler l’élongation de la transcription.