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Posté par Adrien le Lundi 04/08/2014 à 12:00
Mais qu'est-il advenu de nos mitochondries paternelles ?
Si je vous demande d'où provient votre génome, ce code génétique propre à chaque individu, il y a fort à parier que vous me répondrez sans hésitation: "pour 50% de ma mère et pour 50% de mon père". Auriez-vous raison ? Pas exactement. Certes, les chromosomes contenus dans vos cellules sont tous constitués de deux parties, ou allèles, l'une provenant de votre mère et l'autre de votre père. Mais c'est sans compter sur la présence du génome mitochondrial, aussi appelé ADNmt. Chez l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...), comme chez la grande majorité des êtres vivants, cet ADNmt est transmis exclusivement par la mère. Pourtant, les mitochondries paternelles sont bel (Nommé en l’honneur de l'inventeur Alexandre Graham Bell, le bel est unité de mesure logarithmique du rapport entre deux puissances, connue pour exprimer la puissance du son. Grandeur sans dimension en...) et bien présentes dans les spermatozoïdes. Ce qui advient d'elles ensuite est un sujet de nombreuses controverses parmi les scientifiques. Entre les partisans d'un mécanisme de destruction active des mitochondries paternelles et les adeptes d'un simple phénomène passif de dilution (La dilution est un procédé consistant à obtenir une solution finale de concentration inférieure que celle de départ, soit par...), le débat fait rage (La rage est une maladie virale grave touchant les mammifères dont l'Homme. Elle est causée par un virus qui provoque une encéphalite. Zoonose assez commune, elle...). Un débat que viennent éclairer les travaux menés par l'équipe du professeur Eli Arama de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des sciences Weizmann et publiés dans le journal scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) Developmental Cell.

Présentation des mitochondries

Les mitochondries sont de petites structures situées à l'intérieur de nos cellules et délimitées par une membrane semblable à celle des cellules. On les retrouve dans toutes les cellules eucaryotes (contenant un noyau), et donc chez les animaux, les végétaux ainsi que chez les champignons. Sans elles, ces cellules ne pourraient pas survivre. En effet, les mitochondries sont de véritables centrales énergétiques cellulaires, produisant de l'énergie grâce à l'oxydation de molécules organiques issues de la digestion (La digestion est le processus au cours duquel un organisme vivant reçoit du milieu extérieur des aliments (eau, molécules organiques et minéraux), les...).

Les mitochondries contiennent leur propre ADN, appelé ADN mitochondrial ou encore ADNmt. Ce génome, bien que de taille réduite, est essentiel au bon fonctionnement des mitochondries. Chez la grande majorité des êtres vivants, ce génome mitochondrial est quasi-exclusivement d'origine maternelle.

La désertion des mitochondries paternelles: un phénomène passif ou actif ?

Mais pourquoi l'ADN mitochondrial provient-il quasi-exclusivement de la lignée maternelle ? Jusque récemment, l'explication favorite était un simple phénomène de dilution: les mitochondries étant présentes en beaucoup plus faible quantité dans les spermatozoïdes que dans l'ovule (L'"ovule" est la cellule sexuelle (ou gamète) produite par les femelles. Comme tous les gamètes, l'"ovule" est haploïde, il contient la...), la quantité de génome mitochondrial présent dans les cellules filles se trouve être négligeable. Cette hypothèse est basée principalement sur une étude d'Ulf Gyllensten et al. (1991), qui a démontré la présence de faibles quantités d'ADNmt d'origine paternelle chez des souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou...) hybrides.

Mais si cette théorie est séduisante de part sa simplicité, de récents travaux tendent à la contredire. Citons notamment l'étude de Sara Al Rawi et al. (2011), qui a mis en évidence la présence de récepteurs liés à l'autophagie (Autophagie, du grec αυτο (soi-même) et φαγειν (manger), dégradation d'une partie du...) au niveau des mitochondries paternelles juste après la fécondation chez la souris. Le terme autophagie désigne la dégradation active d'une partie de la cellule par cette dernière. Ce phénomène pourrait donc expliquer la disparition des mitochondries paternelles.

Mais si la présence de ces récepteurs a été attestée, le phénomène d'autophagie n'a quant à lui jamais été directement observé chez la souris. Même si la prévalence de ce mécanisme a été mise en évidence récemment chez le nématode, de nombreux scientifiques sont dubitatifs quant à la possibilité d'autophagie des mitochondries chez d'autres espèces. Et pour cause. Les spermatozoïdes du nématode ne sont en rien comparables à ceux des mammifères: dépourvus de queue, ils ne possèdent que de petites mitochondries de morphologie nettement moins complexe. S'il est facile de concevoir l'autophagie de ces petites mitochondries primitives, il n'en va pas de même pour celles d'autres espèces telles que la souris ou l'Homme. Difficile de croire que les autophagosomes, les structures responsables de l'autophagie, seraient capables de "dévorer" ces imposantes mitochondries.

La mouche à vinaigre (Le vinaigre est un liquide acide (pH généralement compris entre 2 et 3), obtenu grâce à l'oxydation de l'éthanol dans le vin, le cidre, la bière et autres boissons fermentées. Le vinaigre commun...): ennemie du commun des mortels mais amie des scientifiques

Si la plupart d'entre nous sommes exaspérés par ces insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et...) lors de nos barbecues estivaux, les biologistes voient dans la drosophile, aussi connue sous le nom de mouche à vinaigre, un organisme modèle inestimable. Facile à élever, à étudier, avec un code génétique entièrement connu et aisément manipulable, elle a tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) pour plaire. Mais ce qui est particulièrement intéressant pour l'étude en question est que les drosophiles mâles produisent des spermatozoïdes flagellés (avec une queue) et présentant des mitochondries de morphologie semblable aux nôtres. Une autophagie de ces mitochondries complexes se produirait-elle juste après la fécondation ? Si oui, cela indiquerait la possibilité qu'un tel mécanisme de dégradation active intervienne également chez certains mammifères, dont l'Homme.

Mise en évidence de l'existence d'un processus d'autophagie des mitochondries paternelles chez la drosophile

L'équipe de chercheurs israéliens a découvert qu'un phénomène d'autophagie est bel et bien à l'origine de la disparition des mitochondries paternelles chez la drosophile. Mais comment les autophagosomes parviennent-ils à détruire ces imposantes mitochondries ? La réponse est qu'ils se font aider. En effet, dès que le spermatozoïde pénètre dans l'ovule, des vésicules cellulaires spécifiques à l'ovule viennent le rejoindre. Ces vésicules séparent ensuite les mitochondries de la queue du spermatozoïde, au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en...) de laquelle elles se trouvaient jusqu'alors et les réduisent en pièces. La destruction des fragments de mitochondries restants est ensuite assurée par le processus d'autophagie classique.

L'équipe du professeur Eli Arama est persuadée que ce résultat, à savoir l'intervention de ce mécanisme d'autophagie spécifique à l'ovule, ne serait pas propre à la drosophile mais existerait chez d'autres espèces produisant des spermatozoïdes flagellés, telles que l'Homme. Si cette hypothèse se révélait juste, ces travaux pourraient conduire à une meilleure compréhension de l'hérédité du génome mitochondrial mais également de certains problèmes d'infertilité. Il est par exemple possible que ce mécanisme soit en partie responsable du faible taux de réussite des fécondations in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un exemple est la...). En effet, cette procédure invasive pourrait entraver la destruction des mitochondries du spermatozoïde par les vésicules cellulaires de l'ovule.

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Source: BE Israël numéro 109 (22/07/2014) - Ambassade de France en Israël / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/76422.htm