Comment les moustiques mâles compensent le fait de n’avoir qu’un seul chromosome X

La plupart des gens conviendraient que les moustiques font partie des espèces les plus agaçantes de la planète. Ils nous tiennent éveillés toute la nuit avec leurs ailes plaintives et vrombissantes, tout en cherchant un moyen de nous mordre et de sucer notre sang. Pourtant, les moustiques ne sont pas seulement une nuisance : ils peuvent également être porteurs de toute une série de maladies graves, parfois mortelles. L’une des maladies les plus dangereuses que peuvent transmettre les moustiques est le paludisme, une maladie qui touche des millions de personnes et provoque des centaines de milliers de décès chaque année, principalement dans les pays africains. Le paludisme est causé par Plasmodium parasites, qui se propagent par les piqûres de moustiques, en particulier celles des moustiques des marais (Anophèle). Il est important de noter que seules les femelles piquent, car elles ont besoin des nutriments contenus dans le sang pour produire des œufs. Les scientifiques souhaitent donc comprendre les mécanismes responsables des différences moléculaires entre les moustiques mâles et femelles, car cela pourrait nous aider à développer de nouvelles façons de lutter contre le paludisme.

Tout comme les humains, le sexe d’un moustique est déterminé par les chromosomes sexuels : les femelles ont deux chromosomes X (XX), tandis que les mâles ont un chromosome X et un chromosome Y (XY). Cela peut être problématique, car les hommes n’ont que la moitié du nombre de gènes du chromosome X que les femmes et n’auraient donc que la moitié de la quantité de protéines du chromosome X. Pour compenser cela, il doit exister un moyen d’augmenter l’expression des gènes du chromosome X chez les hommes. Cependant, personne ne savait quel pouvait être ce mécanisme chez les moustiques.

Agata Kalita du groupe du Dr Claudia Keller Valsecci, qui est le premier auteur de l’étude et financée par une bourse du Fonds Boehringer Ingelheim (BIF), a dirigé la recherche. Ils ont collaboré avec les groupes du Dr Maria Felicia Basilicata du Centre médical universitaire de Mayence, du Dr Eric Marois de l’Université de Strasbourg en France et du professeur Franjo Weissing de l’Université de Groningen aux Pays-Bas. Ensemble, les chercheurs ont découvert que la protéine SOA (activation des chromosomes sexuels) est le régulateur clé qui équilibre l’expression des gènes du chromosome X chez les moustiques mâles. Ils ont découvert que la SOA agit en se liant aux gènes du chromosome X et en augmentant leur expression, mais uniquement chez les hommes. Les moustiques femelles, en revanche, ne produisent qu’une petite quantité de SOA très courtes et non fonctionnelles.

Kalita a commenté l’étude : « L’équilibrage de l’expression des gènes sur les chromosomes sexuels est essentiel au développement de certaines espèces. Cependant, d’autres ne disposent pas du tout d’un tel mécanisme. De manière inattendue, nous avons découvert que chez les moustiques, l’équilibrage de l’expression du chromosome X par la SOA n’est pas nécessaire. pour le développement, mais cela donne une longueur d’avance aux hommes. Keller Valsecci a ajouté : “C’est un indice important sur la façon dont les mécanismes qui équilibrent l’expression des gènes sur les chromosomes sexuels ont pu évoluer en premier lieu.” Basilicata, co-auteur principal, a souligné : « Comprendre les principes moléculaires agissant sur les chromosomes sexuels nous aidera à comprendre les différences entre les hommes et les femmes dans diverses pathologies humaines. »

Les conclusions des groupes, publiées dans la revue Nature, marquent une avancée majeure dans notre compréhension de la façon dont l’expression des gènes est équilibrée sur les chromosomes sexuels. Les chercheurs pensent que la manipulation génétique de gènes affectant exclusivement un sexe pourrait constituer une stratégie utile pour réduire le nombre de moustiques femelles hématophages, ce qui constituerait une aubaine considérable dans la lutte contre le paludisme.

Pour sa participation à l’étude, Agata Kalita a reçu une mention honorable pour le prix international Birnstiel pour la recherche doctorale en sciences de la vie moléculaire 2023.