Comment les vers développent-ils leur intestin ? —


  • FrançaisFrançais


  • Suivez-nous sur notre page Facebook et notre canal Telegram


    Sans la pandémie de COVID-19, une découverte importante sur le développement des nématodes – vers cylindriques allongés – n’aurait peut-être pas été faite.

    La plupart des cours et des réunions dans les universités et les écoles ayant été mis en ligne en 2020-2021, une équipe de recherche mari et femme de l’Université de Californie à Riverside a finalement trouvé le temps d’explorer une question sur laquelle elle réfléchissait depuis longtemps. : Comment les nématodes sont-ils apparentés de loin au mieux étudié, Caenorhabditis elegansfabriquent leur intestin, étant donné que les gènes responsables de la spécification de l’intestin dans C. elegans sont absents chez les autres nématodes ?

    “La pandémie nous a laissé un peu de temps pour réfléchir aux recherches que nous aimerions poursuivre lorsque la pandémie s’est calmée”, a déclaré Morris Maduro, professeur de biologie moléculaire, cellulaire et systémique et auteur correspondant de l’étude publiée dans Development. , une revue. “Heureusement, une expérience que nous avons menée a généré un résultat surprenant. Il s’avère qu’un réseau de gènes plus simple semble être impliqué dans la spécification de l’intestin chez les nématodes liés à C. elegans. Une espèce ancestrale de C. elegans semble avoir dupliqué et élargi ce réseau de gènes plus simple pour en faire un plus compliqué, et ce réseau compliqué est celui que nous avons étudié tout ce temps dans C. elegans.”

    En partie à cause de la rapidité avec laquelle il se développe, C. elegans est l’un des organismes modèles les plus largement utilisés dans toutes les disciplines biologiques, en particulier pour étudier comment les gènes orchestrent le développement. Environ un millimètre de long, C. elegans vit comme un charognard dans le sol, où il se nourrit de microbes, tels que des bactéries, trouvés sur des aliments pourris. Le nématode est mâle ou hermaphrodite (avec des organes reproducteurs mâles et femelles) et vit librement. Ce n’est ni un parasite humain ni végétal et n’infecte ni ne nuit à aucun organisme connu des scientifiques.

    Maduro, actuellement président du Département de biologie moléculaire, cellulaire et systémique, a étudié C. elegans et d’autres nématodes depuis plus de deux décennies. Il a expliqué que les nématodes ont une anatomie simple. Le système digestif est un organe unique, l’intestin, et dans C. elegans il est fabriqué à partir des descendants d’une seule cellule de l’embryon précoce, appelée E.

    “Nous et d’autres avons découvert il y a environ 20 ans que le réseau de gènes qui fait que la cellule E devient le progéniteur de l’intestin implique plusieurs gènes qui sont tous liés à une famille de facteurs de transcription appelés facteurs GATA”, a déclaré Maduro.

    Utilisant C. elegansle laboratoire de Maduro étudie depuis longtemps comment les facteurs de transcription, qui sont des protéines qui activent l’expression des gènes, fonctionnent dans les embryons animaux précoces.

    “Les facteurs de transcription fonctionnent dans ce que nous appelons les réseaux de gènes, qui sont importants en biologie non seulement pour le développement des plantes et des animaux, mais aussi pour la façon dont les organismes réagissent aux changements de leur environnement, et même comment les cellules cancéreuses modifient leurs propriétés dans les tumeurs”, a déclaré Maduro. a dit.

    Il a expliqué que les protéines des organismes vivants peuvent être considérées comme faisant partie d’une boîte à outils génétique.

    “Imaginez une boîte à outils avec des outils tels que des marteaux, des tournevis et des perceuses”, a-t-il déclaré. “Vous pouvez utiliser les mêmes outils pour fabriquer une étagère ou construire une maison. Bien qu’une étagère semble différente d’une maison, elles peuvent être construites avec la même boîte à outils. De même, les formes de vie trouvent différentes façons d’utiliser les protéines, les outils génétiques qui sont les produits des gènes. Au fil du temps, cependant, différents gènes sont activés pour amener les cellules à remplir certaines fonctions chez un animal ou une plante. Les réseaux de gènes qui en résultent impliquent différentes façons d’utiliser les mêmes types de facteurs de transcription.

    Maduro et sa femme, Gina Broitman-Maduro, ont découvert que les gènes qu’ils avaient étudiés pendant de nombreuses années dans C. elegans qui spécifiait que l’intestin manquait dans la plupart des autres nématodes, les laissant se demander comment l’intestin est fabriqué dans ces nématodes.

    “Fin 2021, alors que la pandémie s’atténuait, nous avons décidé de nous intéresser à un parent éloigné de C. elegansappelé C.angaria, pour voir si nous pouvions comprendre comment il fabrique ses tripes”, a déclaré Maduro. “C’était une expérience de longue haleine car nous ne nous attendions pas à le comprendre. Cependant, en quelques mois, nous avons constaté que les nombreux facteurs GATA dans C. elegans n’étaient qu’un facteur unique dans C.angaria. Ce facteur unique, ELT-3, existe réellement dans C. elegans mais il n’a pas la même fonction.”

    Dans C. elegans le facteur ELT-3 est connu pour être impliqué dans les réponses au stress et sa fonction est remplacée par la fonction de deux autres gènes, END-1 et END-3. Tout comme dans C.angaria lorsque ELT-3 est supprimé, l’intestin dans C. elegans ne peut pas se former lorsque END-1 et END-3 sont manquants.

    “Essentiellement, nous examinons un système biologique qui conserve un réseau plus simple d’une époque antérieure de l’évolution – probablement il y a 20 à 50 millions d’années – et nous pouvons le comparer à une version plus complexe qui en a évolué”, a déclaré Maduro. . “En regardant à l’intérieur des cellules, nous pouvons comprendre comment la machinerie du développement a changé au fil du temps. C’est comme si nous avions une machine à voyager dans le temps pour regarder les ancêtres de C. elegans et comprendre comment l’évolution a permis à une version d’un réseau de gènes de passer à une autre sans modifier de manière significative l’apparence du ver. Les changements sont internes et se produisent “sous le capot”, et offrent une opportunité extraordinaire de comprendre comment la nature trouve différentes façons d’arriver au même point final.”

    Pour s’assurer qu’ils étaient sur la bonne voie, Maduro et Broitman-Maduro ont pu forcer le C.angaria La protéine ELT-3 doit être exprimée au bon moment et au bon endroit dans C. elegans. Ils ont montré qu’il pouvait spécifier l’intestin.

    “Quand les gens pensent aux gènes subissant des changements au cours de l’évolution, ils pensent à une plante ou à un animal faisant quelque chose de différent, c’est-à-dire que les gènes changent de sorte que l’animal est plus gros ou plus rapide, ou peut faire quelque chose qu’une autre espèce ne peut pas, comme résister à certains agents pathogènes ou se développer dans des conditions environnementales plus difficiles », a déclaré Broitman-Maduro, premier auteur du document de recherche et spécialiste associé au laboratoire Maduro. “Ici, le changement du réseau de gènes ne semble pas faire quoi que ce soit de fondamentalement différent : l’anatomie et le développement des espèces éloignées, C.angariasont presque impossibles à distinguer de C. elegans.”

    Une question que Maduro et Broitman-Maduro étudient actuellement est pourquoi, par rapport aux autres nématodes, C. elegans aurait besoin d’un réseau de gènes plus compliqué pour spécifier l’intestin.

    “Une de nos idées est que le nouveau réseau permette C. elegans développer plus rapidement, et nous essayons d’examiner cette idée plus en détail “, a déclaré Maduro. ” Maintenant que nous savons ce qui spécifie l’intestin de ces nématodes éloignés, nous prévoyons d’étudier si ce mécanisme est encore plus largement conservé en regardant dans une espèce plus éloignée, Pristionchus pacificus.”

    Maduro et Broitman-Maduro ont été rejoints dans la recherche par Simo Sun et Taisei Kikuchi de l’Université de Tokyo, au Japon, qui ont fourni une séquence du génome mise à jour pour C.angaria utilisé dans l’étude.

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009.

    Blogueur et essayiste, j'ai écrit 9 livres sur différents sujets comme la corruption en science, les singularités technologiques ou encore des fictions. Je propose aujourd'hui des analyses politiques et géopolitiques sur le nouveau monde qui arrive. J'ai une formation de rédaction web et une longue carrière de prolétaire.

    Pour me contacter personnellement :

    Laisser un commentaire

    Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *