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Posté par Isabelle le Mardi 06/09/2016 à 12:00
Placenta chez les femelles, masse musculaire chez les mâles: le double héritage d'un virus
On savait déjà que des gènes hérités d'anciens rétrovirus (1) sont essentiels au placenta des mammifères, comme ont contribué à le montrer des chercheurs du laboratoire Physiologie et pathologie moléculaires des rétrovirus endogènes et infectieux (CNRS/Université Paris-Sud). Les mêmes chercheurs (2) dévoilent aujourd'hui un nouveau chapitre de cette histoire étonnante: ces gènes d'origine virale seraient aussi responsables de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre...) musculaire plus développée des mâles ! Leurs résultats sont publiés le 2 septembre 2016 dans la revue PLOS Genetics.


Coupe transversale de muscles de souris (en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle...): marquage des noyaux ; en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un...): marquage des membranes des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de...) musculaires). Les souris mâles normales présentent des fibres musculaires plus grosses que celles des souris mutantes, inactivées pour la syncytine.
© François Redelsperger

Les rétrovirus portent à leur surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) des protéines capables de faire fusionner leur enveloppe avec la membrane de la cellule à infecter. Une fois libéré à l'intérieur de la cellule, leur matériel génétique s'intègre dans les chromosomes de l'hôte. Dans les rares cas où la cellule infectée est impliquée dans la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et Jean-Claude Passeron paru en 1970 aux éditions de Minuit.), les gènes viraux peuvent être transmis à la descendance. Ainsi, près de 8 % du génome des mammifères est composé de vestiges de rétrovirus, les rétrovirus « endogènes ». La plupart sont inactifs, mais certains restent capables de produire des protéines: c'est le cas des syncytines, protéines présentes chez tous les mammifères, codées par des gènes hérités de rétrovirus capturés par leurs ancêtres. L'équipe de Thierry Heidmann (3) a démontré il y a un peu plus de cinq ans, grâce à l'inactivation de ces gènes chez des souris, que les syncytines contribuent à la formation du placenta (Le placenta est un organe unique qui connecte physiquement et biologiquement l'embryon en développement à la paroi utérine. Durant toute la grossesse, le placenta apporte à l'embryon puis au fœtus...): grâce à leur capacité ancestrale de faire fusionner deux membranes entre elles (4), elles génèrent le syncytiotrophoblaste (5), tissu formé par la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur,...) de très nombreuses cellules dérivées de l'embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de l’œuf...), à l'interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface désigne ainsi ce que chaque élément a besoin de...) materno-fœtale.

En utilisant ces mêmes souris, l'équipe a révélé un effet « collatéral » inattendu de ces protéines: elles donnent aux mâles une masse musculaire supérieure à celle des femelles ! Comme le syncytiotrophoblaste, le muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types majeurs de tissus, les autres étant le tissu épithélial, le...) est en effet formé à partir de cellules souches qui fusionnent entre elles. Chez les souris mâles génétiquement modifiées, ces fibres sont 20 % moins grosses et présentent 20 % de noyaux en moins par rapport à des mâles standard ; elles sont alors similaires à celles des femelles, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) comme leur masse musculaire totale. Tout se passe donc comme si l'inactivation des syncytines conduisait à un déficit de fusion lors de la croissance des muscles, mais uniquement chez les mâles. Les chercheurs ont observé le même phénomène dans des conditions de régénération musculaire après lésion: les souris mâles incapables de produire des syncytines ont une régénération moins efficace que les autres mâles, mais comparable à celle des femelles. De plus les fibres musculaires en régénération produisent de la syncytine – encore une fois uniquement chez les mâles.

Si cette découverte est confirmée chez d'autres mammifères, elle pourrait rendre compte du dimorphisme musculaire observé entre mâles et femelles, différence qui n'est pas observée de manière aussi systématique chez des animaux qui pondent des œufs. En mettant en culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) des cellules souches musculaires de différentes espèces de mammifères (souris, mouton (Le mouton (Ovis aries) est un mammifère domestique herbivore de la famille des bovidés, de la sous-famille des Caprinés et du genre...), chien (Le chien (Canis lupus familiaris) est un mammifère domestique de la famille des canidés, proche du loup et du renard. Autrefois regroupé dans une espèce à part entière, connue sous le nom...), homme), les chercheurs ont fait une partie du chemin: ils ont montré que les syncytines contribuent effectivement à la formation des fibres musculaires chez toutes les espèces testées. Il restera à montrer si, chez ces espèces aussi, l'action des syncytines est bien spécifique aux mâles.


Notes:

(1) Les rétrovirus ont pour particularité de posséder une enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer...) qui permet la transcription de leur génome ARN en molécule d'ADN « complémentaire » capable de s'intégrer à l'ADN de la cellule hôte. Le virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent...) du sida (VIH) en est l'exemple le plus connu.
(2) En collaboration avec des collègues travaillant sur le muscle: l'équipe de Julie Dumonceaux au Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) en myologie (CNRS/UPMC/Inserm) et celle de Laurent Tiret à l'École nationale vétérinaire d'Alfort et 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.) Mondor de recherche biomédicale (Inserm/UPEC).
(3) Par ailleurs lauréat de la médaille de l'innovation du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) en 2016: Consulter le site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par...)
(4) Voir: Consulter le site web
(5) Le syncytiotrophoblaste est une partie du placenta qui permet l'implantation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :) dans l'utérus, puis constitue l'interface entre le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain...) de la mère et celui de l'embryon, où se produisent les échanges de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de...) et de nutriments nécessaires au développement de ce dernier.


Publication:
Genetic Evidence That Captured Retroviral Envelope syncytins Contribute to Myoblast Fusion and Muscle Sexual Dimorphism in Mice, François Redelsperger, Najat Raddi, Agathe Bacquin, Cécile Vernochet, Virginie Mariot, Vincent Gache, Nicolas Blanchard-Gutton, Stéphanie Charrin, Laurent Tiret, Julie Dumonceaux, Anne Dupressoir, Thierry Heidmann. PLOS Genetics, 2 septembre 2016. DOI: 10.1371/journal.pgen.1006289

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Source: CNRS