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Fil d'Ariane

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La Symphonie de la spéciation

par Benjamin Lebeau

Pour un embryon humain ou chimpanzé, la synchronisation et l'ordre des multiples étapes du développement sont essentiels. La formation de nouveaux organes, l'expansion des tissus, les premiers battements de cœur; du zygote à l’adulte, chaque étape nécessite une symphonie rythmée de transcription d'ADN. Étonnamment, les instruments au cœur de cette harmonie, nos gènes, sont environ 97% à 99% similaires à ceux d'un chimpanzé. Cependant, la dissonance entre nos deux espèces peut s'expliquer par la différence de 16% entre nos maestros génomiques : les amplificateurs de gène.

  • Les amplificateurs de gène sont cruciaux pour définir les différences entre les espèces

Les amplificateurs sont des séquences génomiques qui influencent quand et avec quelle intensité les gènes environnants sont exprimés, de la même manière qu'un chef d'orchestre dicte le tempo à ses musiciens. Cependant, les dizaines de milliers de gènes codés sur notre ADN sont plus laborieux à conduire qu'une simple harmonie. Ainsi, pour faciliter le travail de nos milliers de maestros génétiques, notre génome est organisé en domaines génétiques. Chacun jumelant spécifiquement quelques gènes à des amplificateurs. Ceux-ci sont ainsi libres de diriger la mélodie aussi fortement ou finement que nécessaire, sans influencer les gènes et amplificateurs des domaines voisins.

Au fur et à mesure que les embryons se développent, ces domaines vont s'organiser différemment entre les différents types de cellules. Par exemple, dans les cellules de nos biceps, un maestro qui répond vigoureusement aux signaux cellulaires musculaires sera regroupé avec un orchestre de gènes essentiels aux muscles. En parallèle, ces vigoureux chefs d’orchestre seront tenus à l'écart des gènes spécifiques au cerveau ou autres organes, avec qui seront jumelés des amplificateurs principalement inactifs dans les muscles. Par conséquent, nos cellules de biceps seront des cellules musculaires, car la « Ballade de la myogenèse » jouera bruyamment par-dessus un inaudible « Chant des neurones ». Cependant, ce principe au cœur de la différenciation cellulaire s’applique-t-il aussi aux dissemblances entre les espèces? En d'autres termes, un échange d'amplificateurs entre deux espèces pourrait-il altérer suffisamment la mélodie du développement pour transformer un humain en chimpanzé ? Pour des raisons éthiques évidentes, nous ne répondrons jamais pleinement à cette question. Mais récemment, les scientifiques l'ont partiellement fait .   

Au début de leur développement, les embryons d'humains, de chimpanzés et de souris sont phénotypiquement très similaires. Par conséquent, des embryons de souris ont été utilisés comme modèle pour étudier l'effet sur la morphologie faciale des amplificateurs. Les chercheurs ont génétiquement modifié ces embryons pour introduire un amplificateur spécifique à l'humain ou au chimpanzé dans un domaine génétique renfermant des gènes de souris régulant la morphologie faciale. Cette manipulation, un tant soit peu complexe, fut suffisante pour que les embryons modifiés de souris développent des caractéristiques faciales spécifiques à l'humain ou au chimpanzé. Cette expérience montre directement l’importance évolutive des amplificateurs, qui ont longtemps été maintenus dans l'ombre des gènes qu’ils régulent.

En conclusion, la prochaine fois que vous écouterez les Quatre Saisons de Vivaldi ou la Chevauchée des Walkyries de Wagner, ne vous laissez pas surprendre par la qualité de la symphonie et des instruments, mais bien par l'expression génétique adroitement orchestrée qui a permis à ces musiciens humains d'évoluer.