Mécanismes génétiques régulant la taille des spermatozoïdes chez le nématode
Publié par Adrien le 20/09/2019 à 08:00
Source: CNRS INSB
Si les spermatozoïdes se déclinent en d'innombrables variations morphologiques dans le règne animal, la compétition spermatique est un aspect essentiel de la reproduction. Dans un article publié dans la revue Genetics, les chercheurs ont quantifié la variation naturelle de la taille des spermatozoïdes sur près de 100 isolats de nématodes Caenorhabditis elegans et montré qu'une délétion dans le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut également définir...) nurf-1, un régulateur majeur de la chromatine, impactait fortement ce trait phénotypique.


Figure: Mâle de l'espèce Caenorhabditis elegans perdant quelques-uns de ses précieux spermatozoïdes au cours d'un accouplement avec un hermaphrodite.
© Christian Braendle

Il existe deux sexes chez C. elegans, l'hermaphrodite auto-fécondant, qui produit des spermatozoïdes pendant son adolescence et des oocytes à l'âge adulte, mais aussi quelques mâles plutôt rares dans la nature mais néanmoins capables de s'accoupler avec les hermaphrodites. L'analyse de quelques isolats naturels avait révélé une variation naturelle de la taille des spermatozoïdes et plusieurs études suggéraient que les mâles capables de fabriquer les plus gros gamètes remportaient la compétition spermatique. Pour autant, rien n'était connu sur les mécanismes moléculaires et les bases génétiques régulant la taille des spermatozoïdes.

Les chercheurs ont donc mesuré la taille des gamètes mâles dans une centaine d'isolats naturels, génétiquement distincts, et montré que ce trait phénotypique avait finalement un caractère compétitif moins important que le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de spermatozoïdes inséminés par le mâle dans l'utérus (L'utérus est un organe participant aux fonctions reproductrices chez les mammifères dont la femme. C'est une poche dont l'intérieur très vascularisé, ouverte vers le col utérin à...) de l'hermaphrodite. Ils ont en revanche confirmé que les spermatozoïdes des hermaphrodites sont toujours plus petits que ceux des mâles. Plus important encore: ils ont posé les bases génétiques de la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de la taille des spermatozoïdes. Des tests de complémentation quantitatifs effectués sur une lignée élevée en laboratoire depuis près de 40 ans et adaptée au milieu liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) ont révélé qu'une délétion de 60 paires de bases dans le gène nurf-1 était responsable de l'extrême réduction de la taille des spermatozoïdes observée chez cette lignée.

On savait déjà que cette même délétion, qui affecte la fonction du complexe modificateur de chromatine NURF-1, augmente par ailleurs la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et...) par auto-fécondation chez l'hermaphrodite, la seule qui soit possible en milieu liquide. L'adaptation évolutive de cette souche à des conditions de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) particulières semble ainsi reposer sur de multiples effets de la délétion dans le gène nurf-1.

Pour en savoir plus:
Natural (Natural est un langage de programmation semi-compilé, édité par la société allemande Software AG.) Variation and Genetic (Genetics (à ne pas confondre avec le Journal of Genetics) est une revue scientifique américaine de génétique, fondée par George Harrison Shull en...) Determinants of Caenorhabditis elegans Sperm Size.
Gimond C, Vielle A, Silva-Soares N, Zdraljevic S, McGrath PT, Andersen EC, Braendle C.
Genetics. 2019 Aug 8. pii: genetics.302462.2019. doi: 10.1534/genetics.119.302462. [Epub ahead of print]
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