Des scientifiques de Heidelberg décodent les fondements génétiques de l’évolution rapide des testicules chez les mammifères et les humains

La spermatogenèse dans le testicule est contrôlée par une interaction complexe et finement coordonnée de l’activité de différents gènes – également connue sous le nom d’expression génique. Jusqu’à présent, la compréhension de ces programmes génétiques était largement confinée à la souris. “Par conséquent, on savait peu de choses sur les fondements génétiques qui constituent les grandes différences de spermatogenèse entre les différents mammifères, tant en ce qui concerne le nombre de spermatozoïdes formés que leurs propriétés”, explique Noe Mbengue, chercheur doctorant dans le groupe du professeur Kaessmann ” Évolution du génome des mammifères.” Les scientifiques d’Heidelberg ont maintenant réussi à définir l’expression de tous les gènes au niveau des cellules individuelles pendant toute la spermatogenèse pour dix mammifères différents. Les organismes qu’ils ont étudiés représentent tous les principaux groupes de mammifères et comprennent les humains ainsi que leurs plus proches parents, les grands singes. Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé des technologies de pointe en génomique unicellulaire.

Sur la base de ces données, ils ont ensuite pu retracer l’évolution de la spermatogenèse à l’aide de comparaisons bioinformatiques entre les différents mammifères. Selon le professeur Kaessmann, ces études comparatives ont révélé un schéma lié au temps. « Alors que les programmes génétiques aux premiers stades de la spermatogenèse sont très similaires chez les mammifères, aux stades ultérieurs, ils diffèrent fortement ; cela signifie que l’évolution rapide du testicule est le résultat de différences cellulaires importantes au cours de la spermatogenèse tardive », souligne le Dr Florent Murat. , ancien post-doctorant dans l’équipe de recherche d’Henrik Kaessmann et aujourd’hui chef d’équipe à l’Institut national de recherche agronomique, alimentaire et environnemental (INRAE) de Rennes (France). Des analyses plus poussées par les scientifiques ont révélé des gènes dont l’activité était restée inchangée au cours de l’évolution. Ils régulent les processus fondamentaux de formation des spermatozoïdes qui sont les mêmes pour tous les mammifères. “Nos données fournissent donc également des éléments précieux pour la recherche sur les troubles de la fertilité chez les hommes”, explique le professeur Kaessmann.

Enfin, les données des scientifiques leur ont permis pour la première fois de distinguer les spermatozoïdes porteurs soit d’un chromosome X, soit d’un chromosome Y et ainsi de déterminer le sexe de la progéniture. A l’aide de cette division, les chercheurs ont réussi à étudier systématiquement l’expression des gènes sur ces chromosomes sexuels. Comme ces recherches l’ont montré, l’expression des gènes sur les chromosomes sexuels de tous les mammifères mâles est régulée négativement au cours de la division de maturation connue sous le nom de méiose. Ce mécanisme est vraisemblablement fondamental pour empêcher un échange génétique désavantageux entre les chromosomes X et Y pendant la méiose.

Les résultats de l’étude sur l’évolution de la spermatogenèse chez les mammifères ont été publiés dans la revue La nature. Le Conseil européen de la recherche, la Fondation allemande pour la recherche, le Conseil australien de la recherche et la Fondation Novo Nordisk ont ​​soutenu les recherches.

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