La précision de la symétrie chez la mouche

Publié par Michel le 11/10/2011 à 12:00
Source: CNRS
La Cycline G est une protéine impliquée dans la régulation du cycle cellulaire, processus complexe de division des cellules chez les organismes munis d'un noyau (eucaryotes). Une équipe de chercheurs autrichiens et deux équipes de chercheurs français, dirigées par Vincent Debat (1) du laboratoire "Origine structure évolution de la biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie...)" (Muséum national d'Histoire naturelle (La démarche d'observation et de description systématique de la nature commence dès...) / CNRS) et Frédérique Peronnet (2) du laboratoire "Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) du développement" (UPMC / CNRS), se sont intéressées au rôle de cette protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs...) chez la drosophile (La drosophile (du grec drosos : la rosée et philos : qui aime) est un insecte...), également appelée mouche (Mouche est un nom vernaculaire ambigu en français. Le terme mouche (/muʃ/) provient du...) du vinaigre (Le vinaigre est un liquide acide (pH généralement compris entre 2 et 3), obtenu...), et notamment à son implication dans le développement symétrique de celle-ci. Les chercheurs montrent, dans une étude qui vient d'être publiée dans la revue PLoS Genetics, que le niveau d'expression de la Cycline G serait fondamental pour le développement de mouches parfaitement symétriques.

Le caractère bruité – aléatoire – de tous les phénomènes biologiques, des molécules à la physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et...), altère la précision de la réplication des phénotypes, et impose des limites à l'efficacité de la sélection naturelle (En biologie, la sélection naturelle est l'un des mécanismes qui guident l'évolution...) (et artificielle). L'imperfection de la symétrie, appelée asymétrie (L'asymétrie est l’absence de symétrie, ou son inverse. Dans la nature, les crabes...) fluctuante, est la façon la plus simple de mesurer la conséquence du bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....) développemental. Malgré des recherches intenses depuis une cinquantaine d'années, les bases génétiques de la stabilité de développement – c'est-à-dire les processus qui réduisent le bruit (et donc l'asymétrie chez les organismes à symétrie bilatérale) – sont mal comprises.


Exemples de 2 individus de drosophiles où le gène de la Cycline G a été surexprimé. Dans les 2 cas, il est observé une asymétrie de taille entre l'aile gauche (en vert) et l'aide droite (en orange).
© Vincent DEBAT / MNHN

A l'aide de techniques de transgénèse, les chercheurs ont surexprimé ou inactivé le gène de Cycline G dans les mouches génétiquement homogènes et élevées en conditions environnementales contrôlées. La dérégulation de la Cycline G chez la drosophile provoque ainsi une véritable explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un...) du niveau de bruit développemental, se manifestant par une très forte augmentation des asymétries aléatoires. En effet, les résultats de cette expérience montrent que l'asymétrie est détectée non seulement sur les ailes des drosophiles, mais également sur les pattes.

Par ailleurs, les ailes ont été examinées au niveau cellulaire. Tandis que chez les mouches sauvages (donc symétriques), il est observé que plus la taille des cellules des ailes est grande et plus le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de cellules observées est petit ; chez les mouches asymétriques, cette étroite corrélation négative entre taille et nombre des cellules observées est perdue. Cette expérience suggère donc que la compensation entre croissance cellulaire et division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par...) cellulaire est un facteur central au maintien de la taille des ailes chez la drosophile – et donc de la stabilité de développement des ailes – et que la cycline G joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) un rôle fondamental dans le maintien de cet équilibre.

Les chercheurs concluent que si l'expression normale de la Cycline G est nécessaire à la formation de mouches parfaitement symétriques, cette stabilisation résulte probablement d'une interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) de la Cycline G avec beaucoup d'autres gènes qu'il reste à identifier.


Notes:

(1) généticien de l'évolution et spécialiste de l'asymétrie
(2) généticienne du développement


Référence:

Debat V, S. Bloyer, F. Faradji, N. Gidaszewski, N. Navarro, P. Orozco-terWengel, V. Ribeiro, C. Schlötterer, J. S. Deutsch and F. Peronnet. (2011) Developmental Stability: a Major Role for Cyclin G in Drosophila melanogaster (Drosophila melanogaster, nom tiré du grec signifiant "amateur de rosée au ventre noir"....). 6 octobre 2011. PLoS Genetics.
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