• Biologie: la patte de Parhyale hawaiensis, un petit crustacé, régénère en utilisant les mêmes gènes que pendant le développement, mais pas dans le même ordre!____¤202207

     

    Une étude, dont les résultats intitulés « Distinct gene expression dynamics in developing and regenerating crustacean limbs » ont été publiés dans la revue PNAS, a permis de montrer que la patte d’un petit crustacé régénère en utilisant les mêmes gènes que pendant le développement, mais pas dans le même ordre. Cette observation suggère que la régénération n’est pas une simple répétition du développement et que la même partie du corps peut être formée de plusieurs façons.

     

    Relevons tout d'abord que si « tous les animaux se forment au cours de leur développement embryonnaire », seules certaines espèces ont la capacité de régénérer des parties de leur corps après une blessure chez l’adulte. Comme la nouvelle copie est parfois indiscernable de l’originale, « des scientifiques essaient de comprendre comment ces animaux réussissent à reformer si fidèlement les parties manquantes de leur corps ».

     

    Du fait que « le corps entier est initialement formé au cours du développement chez l’embryon, les organismes pourraient tout simplement réutiliser au cours de la régénération le programme génétique déjà utilisé chez l’embryon ». Dans ce contexte, l'étude ici présentée, relayée par l' INSB, a testé cette hypothèse chez un petit crustacé, long d’environ 1cm, appelé Parhyale hawaiensis, qui « a la capacité de refaire croitre tous ses appendices amputés (tels que ses antennes et ses pattes) ».

     

    Afin de comparer le développement et la régénération chez ce crustacé, des pattes, en train de repousser après amputation chez 60 adultes, ont été prélevées à différents moments de la régénération. Des pattes en train de se former sur 40 embryons ont été également prélevées. Comme les processus de développement et de régénération sont contrôlés et exécutés par des gènes qui sont déployés dans un ordre spécifique, « les profils d’activation de gènes sont mesurables au laboratoire ».

     

    Il est ainsi apparu « que les pattes d’embryon se forment de manière synchrone entre individus (elles ont un développement 'stéréotypé ») alors que les pattes d’adulte régénèrent à des rythmes différents d’un individu à l’autre ». L'une des causes principales de cette variation entre individus est l’état physiologique de l’animal adulte, car « les embryons se développent à l’intérieur de leur coquille et cette dernière constitue un environnement protégé et largement similaire pour tous les individus », tandis que « les adultes sont davantage exposés à leur environnement extérieur et leurs cycles physiologiques ».

     

    Par exemple, du fait que « les crustacés renouvellent régulièrement toute leur carapace au cours de leur vie adulte », un processus de mue qui affecte l’organisme entier, l'étude a pu montrer « que l’avancée dans le cycle de la mue a une très forte influence sur l’activité des gènes au cours de la régénération », ce qui constitue une première différence entre le développement et la régénération.

     

    La seconde différence est que, les dynamiques de changement ne sont pas du tout les mêmes pour les deux processus, « bien que ce sont les mêmes gènes dont l’activité change au cours du développement et de la régénération » : « par exemple, au cours du développement, les gènes impliqués dans la multiplication des cellules sont actifs beaucoup plus tôt que les gènes qui contrôlent la forme de la patte (les cellules sont produites avant que la patte ne se 'forme') », tandis que « ces deux types de gènes sont actifs en même temps au cours de la régénération (prolifération cellulaire et morphogenèse sont simultanées) ».

     

    Au bout du compte, ces observations, qui « suggèrent que le petit crustacé Parhyale hawaiensis ne régénère pas sa patte comme il l’a formée dans l’embryon », posent la question de comprendre comment deux processus différents peuvent aboutir à des résultats si similaires.

     

     


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