Invasion de gènes sauteurs

par | 4 Mar 2010

Les quelque 7’000 espèces que regroupent les squamates constituent un groupe d’une immense diversité. On y trouve aussi bien le gecko nain, un lézard lilliputien mesurant seize millimètres de long, que l’anaconda vert, célèbre serpent de neuf mètres. Il en va de même pour le nombre de leurs vertèbres, qui peut frôler 400 chez ce dernier. Comment des lignes morphologiques si variées et audacieuses ont-elles pu être esquissées au cours de l’évolution, à partir d’un patron initial commun?

La contrainte «espace-temps»
Des éléments-clés pour répondre à cette question se trouvent justement dans les derniers travaux d’une équipe pilotée par Denis Duboule, généticien à l’Université de Genève (UNIGE) et à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Les scientifiques ont notamment démontré comment des modifications de structure et de fonction des «gènes architectes», les gènes Hox, se sont soldées par un remaniement complet du squelette des serpents.

Ces gènes orchestrent l’apparition des structures pendant la vie embryonnaire, telles que les vertèbres au sein de la colonne, en assignant à chacune d’entre elles une forme et une localisation précises. La synchronisation des opérations de construction se fait au prix d’une contrainte spatiale et temporelle: les gènes architectes sont en effet placés sur les chromosomes suivant l’ordre dans lequel ils vont s’exprimer. Les premiers seront ainsi actifs plus précocement au cours du développement embryonnaire et s’exprimeront dans les structures les plus antérieures de l’organisme.

Un certain relâchement des gènes architectes
«Etant donné leurs fonctions à la fois complexes et essentielles, les gènes Hox sont soumis à des règles très strictes. Ce qui, en principe, ne laisse que peu de latitude pour introduire des modifications drastiques», relève Nicolas Di-Poï, du Pôle de recherche national Frontiers in Genetics. Or, les biologistes ont constaté avec surprise que les segments de génome abritant les gènes Hox étaient bien plus longs chez les squamates que chez les autres reptiles. Ceci provient d’une invasion, massive et inattendue, de ces segments par des éléments d’ADN mobiles appelés transposons. Formés de séquences d’ADN capables de se déplacer de manière autonome dans le génome, présents chez tous les organismes vivants, ces «gènes sauteurs» sont considérés comme de véritables moteurs de l’évolution, leur mobilité étant source de mutations.

«Cette accumulation de transposons a vraisemblablement facilité les adaptations qui ont accompagné la transition morphologique entre le modèle ressemblant au lézard et celui du serpent, qui s’est fortement allongé», explique Denis Duboule. Une fenêtre d’opportunité s’est présentée au cours de l’évolution du plan de construction des squamates. Il en a résulté un relâchement dans la fonction et la régulation des gènes architectes et un remodelage intégral de la structure des serpents.

Comment les serpents ont perdu leur bassin
Ces changements se sont accompagnés d’une forte augmentation du nombre de vertèbres chez les serpents et de la disparition de la région lombaire. En effet, chez ces reptiles, toutes les vertèbres portent des côtes, à l’exception de celles du cou et de la queue. «Chez les serpents, les gènes architectes qui interviennent pour bloquer la formation des côtes ont muté. Leur perte d’activité a abouti à une expansion sans précédent de la région thoracique, par manque d’un signal d’arrêt», ajoute Denis Duboule. L’élongation de la région caudale serait due elle aussi à une altération dans les gènes Hox responsables de stopper la croissance de la queue.

La surprenante diversité morphologique des reptiles se reflète dans la façon audacieuse avec laquelle ces gènes se sont réorganisés, tout en respectant la contrainte spatiale et temporelle. Il serait intéressant de savoir si la sélection naturelle a exploité une flexibilité similaire dans les mécanismes de développement d’autres groupes de vertébrés.

img14817.jpg

Serpent des blés (pantherophis guttatus)
© Labo LANE (UNIGE)

0 commentaires

Soumettre un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.

Découvrez également :

Genève : les fonctionnaires manifestent contre la baisse de leurs salaires

Les agents de la fonction publique genevoise se mobilisent contre la volonté de l’exécutif cantonal de diminuer leur rémunération dans le cadre du budget 2021. Les fonctionnaires genevois vont-ils passer l’automne dans la rue ? Ils étaient en tout cas près de 6 000 à battre le bitume de la place...

La reprise se confirme dans l’industrie

La 8e vague de résultats de l’Observatoire de la santé des entreprises de Mont-Blanc Industries montre que les niveaux d’activité continuent de s’améliorer. Mis en place en mars 2020 par Mont-Blanc Industries,  en partenariat avec le cabinet Infusion, la Fondation de l’Université Savoie...

Votre magazine SPORT BUSINESS 01 saison 2020-2021

100% en ligne, feuilletez votre hors-série annuel SPORT BUSINESS 01 saison 2020-2021 sur ordinateur, tablette ou smartphone. Le saviez-vous ?Vous pouvez afficher la publication en plein écran, télécharger le document en .pdf (nécessite un compte Calaméo gratuit), l'imprimer, mais aussi rechercher...

Un retour à l’emploi mieux guidé

Pour accompagner la reprise des salariés après une longue absence, Medef Auvergne Rhône-Alpes, Direccte et Agefiph ont édité le guide du maintien dans l’emploi. Le 11e baromètre de l’absentéisme et de l’engagement réalisé par Ayming indique que les arrêts de travail “longue durée” ont aug­menté de...

Le monde caché des mandataires de la CPAM

Créée en 1945, la CPAM a déjà 75 ans. Un âge qu’elle a pu atteindre notamment grâce à des personnes dévouées : les représentants des organisations syndicales et patronales. La Caisse primaire d’assurance-maladie (CPAM) célèbre cette année ses 75 ans. L’occasion de se pencher sur les arcanes de l’institution, plus précisément sur les mandataires oeuvrant […]

publicité

PUBLIEZ VOTRE ANNONCE LÉGALE EN LIGNE

Devis immédiat 24h/24
Attestation parution par mail
Paiement CB sécurisé

publicité

abonnement

TESTEZ LE PREMIUM

2.50€ pour 24h
Paiement CB sécurisé
Déblocage immédiat
Tous les articles premium

publicité

ARTICLES LES + LUS