Des biologistes créent une mouche mutante avec des gènes âgés de 140 millions d'années

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Le 21 octobre 2018
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drosophile

Rassurez-vous, ils sont encore loin de ressusciter les dinosaures comme dans Jurassic Park, mais ces biologistes sont parvenus à une belle avancée pour mieux comprendre les mécanismes évolutifs, en particulier celui de la mouche des fruits !

Il était une fois, il y a 140 millions d'années...

Les biologistes sont parvenus à comprendre, en partie, ce qu'il s'est passé il y a 140 millions d'années au niveau de l'ADN des drosophiles. Ils ont en effet découvert deux mutations qui seraient à l'origine de la formation du crâne des nos mouches modernes.

Décrits dans la revue eLife, ces travaux ont été réalisés grâce à une technique révolutionnaire, utilisée avec succès pour la première fois dans la recherche du développement embryonnaire et de l'évolution. Appelée « evo-devo », cette méthode consiste à recréer un gène ancestral, d'abord grâce à l'informatique, pour ensuite le développer en laboratoire et l'implémenter dans des embryons de drosophiles. Plusieurs versions de ce gène ont été créées grâce à une protéine appelée Bicoid.

Stephen Small, un des auteurs de l'étude a expliqué : "en introduisant des mutations individuelles qui ont eu cours dans un passé lointain à l'intérieur de ces gènes anciens, nous avons été en mesure de montrer précisément comment chacune affectait le développement il y a bien des millions d'années"

Seulement deux petites mutations sont responsables d'un changement majeur

Bicoid est en fait un morphogène, c'est-à-dire qu'il détermine la forme des structures d'un organisme. Les scientifiques ont ici démontré que sans ce gène les mouches meurent très rapidement au stade embryonnaire en formant deux « queues » mais pas de crâne. Leur travail a donc consisté à comprendre pourquoi et comment ce gène a pu évoluer il y a 140 millions d'années. Ils ont alors découvert deux protéines responsables de l'activation du morphogène Bicoid, Stephen Small explique : « Ce qui est particulièrement intéressant, c'est que nous montrons que deux modifications mineures de séquences ADN peuvent redessiner l'ensemble des fonctions du gène ».

Pour rentrer dans les détails de leurs travaux, Stephen Small ajoute : " La fonction de la protéine ancestrale consistait à se lier à un ensemble spécifique de séquences d'ADN et à activer un ensemble de gènes cibles basés sur cette séquence. En comparant la séquence protéique ancestrale à ses descendants modernes, l'équipe de recherche a identifié deux modifications spécifiques des acides aminés permettant à la protéine moderne de se lier à un ensemble complètement différent de séquences d'ADN, par rapport à la protéine ancestrale. [L'étude] a également montré que ces modifications permettaient à la protéine d'activer un nouvel ensemble de gènes cibles dans l'embryon en développement et d'acquérir un rôle central dans l'embryogenèse d'un sous-ensemble d'espèces d'insectes. "

Une étude qui ouvre la voie pour d'autres espèces

Cette étude, qui ne porte pour le moment que sur la formation morphologique de la drosophile, pourrait bien ouvrir la voie à l'étude d'autres espèces. En attendant, les chercheurs s'attellent encore à identifier chacune des protéines ayant joué un rôle dans la mutation des gènes de cette petite mouche jusqu'à arriver à celle que l'on connait aujourd'hui.

À l'instar des nématodes âgées de 42 000 ans et retrouvées vivantes dans le permafrost sibérien, cette étude sur l'évolution des drosophiles montre bien que l'on est pas au bout de nos surprises !
Modifié le 19/10/2018 à 16h17

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