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Des gènes homéotiques à l’apoptose, de l’architecte au sculpteur
samedi 28 février 2009, par
Qu’est-ce que les gènes architectes ?
Responsables de la définition du plan du corps chez tous les métazoaires, les
gènes Hox continuent d’exercer une formidable fascination tant par leur fonction d’architectes du développement que
par leur rôle probablement moteur dans
le changement des formes au
cours de l’évolution . En 1975, Garcia-Bellido
émit
l’hypothèse, fondée uniquement
sur des travaux de génétique formelle chez la drosophile, que les
protéines Hox agissaient au sein d’un
réseau hiérarchisé, en réponse à des
gènes « activateurs » et en amont de
gènes « réalisateurs », lesquels engageaient les cellules à se différencier et
définissaient ainsi les traits propres à
chaque unité métamérique.
L’hypothèse a été largement validée par
une somme de données moléculaires,
notamment par la démonstration que les
protéines Hox sont des facteurs de transcription et par l’identification d’environ
quarante gènes cibles. Cependant, si
quelques cibles codent pour des fonctions cellulaires de base, aucune ne correspond vraiment à une fonction qui
engage directement la cellule dans une
voie de différenciation. D’où l’idée que
les décisions de différenciation cellulaire
étaient prises plus tard dans le développement, à l’issue d’une cascade d’événements se poursuivant en aval des protéines Hox.
Une publication récente de Lohman et al,
qui met en relation contrôle homéotique
et mort cellulaire par apoptose, éclaire
cette question d’une lumière nouvelle.
Dans chaque espèce, le processus
apoptotique se déroule suivant un profil
strictement invariant au cours du développement, ce qui permet d’éliminer les
cellules produites en excès ou devenues
obsolètes, de créer des discontinuités et
de sculpter ainsi la forme des tissus et
des organes. Si les mécanismes moléculaires ou cellulaires qui provoquent l’apoptose
sont largement décryptés,
l’établissement du programme
apoptotique au cours du développement reste très mal connu. En
recherchant des cibles des protéines Hox
essentielles à la morphogenèse, Lohman
et al. ont découvert qu’une petite déficience éliminant un module de quatre
gènes codant pour des protéines proapoptotiques provoquait des phénotypes
embryonnaires proches des phénotypes
associés à la mutation amorphe de
Deformed (Dfd), un gène Hox responsable de la spécification de segments de
tête chez la drosophile. Poussant leurs
analyses, ces auteurs ont démontré
d’une part que reaper (rpr), le gène du
module apoptotique dont l’expression
varie au cours du développement, est une
cible transcriptionnelle directe de Dfd,
d’autre part, que Dfd, tout comme rpr,
est essentiel au maintien de la frontière
qui sépare les segments maxillaire et
mandibulaire. La découverte est importante, à plus d’un titre. Du point de vue
de l’apoptose, c’est la première démonstration que le phénomène de mort cellulaire programmée est directement
orchestré par un gène architecte du
développement. Du point de vue des
gènes homéotiques, c’est la première
fois qu’un rôle dans le contrôle de la segmentation leur est assigné. Dfd n’active
rpr que dans quelques cellules de la partie antérieure, celles-là même qui
constituent une frontière intersegmentaire apparue plus tôt dans le développement, et dont la mort sculpte le sillon
morphologique qui séparera les lobes
maxillaire et mandibulaire. Les fonctions
de Dfd et de rpr sont essentielles au
mécanisme puisque, dans des embryons
mutants pour l’un ou l’autre de ces
gènes, la frontière intersegmentaire
apparaît précocement mais n’est pas
maintenue et le sillon ne se forme pas. Un
mécanisme similaire a lieu dans la partie
postérieure de l’embryon, dont l’identité
est déterminée par la protéine homéotique AbdominalB (AbdB) : l’induction
localisée de rpr par AbdB provoque
l’apoptose des cellules dont la mort est
nécessaire pour que se matérialisent les
frontières qui sépareront les segments
abdominaux A6/A7 et A7/A8. Ainsi, Dfd
et AbdB agissent non seulement pour
définir, avec les autres protéines Hox,
l’architecture générale et l’identité des
différentes parties du corps mais aussi
pour maintenir des frontières morphologiques entre segments, donc sculpter
leurs formes. Chez la drosophile, le profil
métamérique est défini précocement par
l’activation localisée des voies de signalisation Wingless et Hedgehog et la création des frontières parasegmentaires. Si les protéines Hox n’interviennent
pas à ce stade, les résultats de Lohman
Gènes homéotiques et
apoptose, d’architecte
à sculpteur
Jacques Pradel, Yacine Graba, Denise Aragnol
Messages
1. Des gènes homéotiques à l’apoptose, de l’architecte au sculpteur, 2 octobre 2009, 19:07, par Robert Paris
La philosophie de la génétique est donc la négation d’une part et la discontinuité d’autre part.
Quand un gène inhibe un autre, quand un gène active un autre, quand une protéine active un gène, quand un gène produit une protéine, c’est uen action quantique. Elle ne peut pas être décomposée en étapes même si elle n’a pas lieu instantanément. Elle est fondée sur la négation. Le gène au sein de l’ADN était bloqué dans sa potentialité de fonctionner par d’autres gènes. C’est un gène ou une protéine qui le débloque en bloquant le bloqueur, en niant la négation.
Robert Paris
2. Des gènes homéotiques à l’apoptose, de l’architecte au sculpteur, 2 octobre 2009, 21:14, par MOSHE
La philosophie de la génétique est donc la négation d’une part et la discontinuité d’autre part.
Quand un gène inhibe un autre, quand un gène active un autre, quand une protéine active un gène, quand un gène produit une protéine, c’est uen action quantique. Elle ne peut pas être décomposée en étapes même si elle n’a pas lieu instantanément. Elle est fondée sur la négation. Le gène au sein de l’ADN était bloqué dans sa potentialité de fonctionner par d’autres gènes. C’est un gène ou une protéine qui le débloque en bloquant le bloqueur, en niant la négation.
Robert Paris