Essentiels au bon développement de l’organisme, les gènes architectes assurent que chacune de ses parties se construise dans l’ordre. Chez l’homme par exemple, la tête se «forme» avant le thorax, le thorax avant l’abdomen et enfin les jambes. Chez la mouche drosophile où les gènes architectes ont été découverts, chacun de ces segments corporels (antennes, tête, ailes etc) suit la même logique de construction génétique. Une équipe du Pôle de recherche national Frontiers in Genetics et de la Faculté des sciences de l’Université de Genève (UNIGE) vient de découvrir un mécanisme fondamental qui explique comment ces fameux gènes reçoivent eux-mêmes leur ordre de mise en marche.

Une étude publiée ce mois dans la revue Nature Genetics
On sait depuis plusieurs années que les gènes architectes sont regroupés sur les chromosomes. En outre, ils se présentent dans un ordre logique. Si l’on prend un exemple basique chez l’homme, le gène architecte qui commande le développement de la tête, se présente et est ainsi activé avant celui qui commande le thorax. En d’autres termes, il existe une correspondance physique et fonctionelle entre l’arrangement des gènes architectes le long du chromosome et l’apparition des structures corporelles le long de l’axe antéro-postérieur.

Des gènes en bon ordre
Cette logique prévaut aussi – bien qu’avec ses subtilités – chez la mouche drosophile dont le corps est constitué de différents segments, lesquels forment trois parties: la tête, le thorax, l’abdomen. Les gènes architectes sont responsables du bon ordonnancement de chacun de ces segments. Reste que ces mêmes gènes doivent être mis en route. Or, cette opération est impossible sans ce que les, spécialistes appellent les séquences régulatrices. «Ces séquences régulatrices suivent la même logique que les gènes architectes. Elles se présentent dans l’ordre logique de la constitution de l’organisme, précise François Karch du Département de zoologie et biologie animale de l’UNIGE et membre du Pôle Frontiers in Genetics. Notre équipe qui travaille sur la mouche drosophile cherche depuis longtemps à comprendre comment ces séquences régulatrices parviennent à activer les gènes architectes alors qu’elles peuvent se trouver éloignées de ces mêmes gènes.»

Université de Genève: si loin, si près…
Heureusement, il est possible d’être loin et près en même temps. Grâce au fait que l’ADN sait se replier de façon savante. Sur un ADN déplié, deux régions régulatrices paraissent éloignées. Une fois l’ADN mis en pelote, ces deux régions peuvent se retrouver l’une à côté de l’autre. «Mais se pose alors une autre question, reprend le biologiste. Comment font ces séquences régulatrices pour n’activer qu’un seul gène et pas plusieurs? C’est une question de frontières.» En effet, il y a comme une séquence génétique frontière qui départage chaque séquence régulatrice. Et la découverte importante de l’équipe de l’UNIGE concerne justement l’une de ces zones tampon. «Grâce à une technique que nous avons mise au point, nous nous sommes aperçus que cette zone frontière est en contact physique avec le gène architecte là où, dans le corps de la mouche, celui-ci n’est pas exprimé (dans la tête). En revanche, ce contact a disparu là où il est exprimé (dans l’abdomen). C’est donc que ces zones frontières jouent le rôle d’une sorte de stop and go et qu’elles permettent d’assurer que telle séquence régulatrice agit sur son bon gène architecte.»

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L’homme et la mouche se développent de la même manière. Incroyable, mais vrai!