Une nouvelle étude fournit un aperçu génétique des raisons pour lesquelles nous ressemblons à ce que nous faisons

Quels gènes contrôlent les traits distinctifs qui nous font ressembler à ce que nous faisons ? Et Comment faire Y sont-ils parvenus ?

En 1990, le biologiste William McGuinness de l’Université de Californie à San Diego a mené une expérience de base qui a aidé les scientifiques à révéler comment des gènes de contrôle de haut niveau appelés gènes Hox façonnent notre apparence. L’« expérience McGinnis » a ouvert la voie à la compréhension du rôle des gènes Hox dans la détermination de l’apparence uniforme des espèces, des humains aux chimpanzés en passant par les mouches.

McGuinness, professeur émérite de biologie cellulaire et de croissance et ancien doyen du Département des sciences biologiques, a aidé à découvrir une région spécifique de l’ADN qu’il a appelée « homeobox », une séquence dans les gènes qui dirige le développement anatomique. Depuis la désormais célèbre expérience McGinnis, les biologistes évolutionnistes et évolutionnistes ont pensé Comment faire Les gènes Hox à fort impact déterminent l’identité des différentes régions du corps.

Après plus de trois décennies, une étude a été publiée le 10 novembre dans progrès scientifique Dirigé par Ankush Oradkar, chercheur postdoctoral à l’UCSD, supervisé par le co-auteur McGuinness et l’auteur principal de l’étude Ethan Beer, il aide à répondre aux questions sur le fonctionnement des gènes Hox.

L’expérience de McGinnis dans le manuel testait maintenant si les protéines produites par le gène Hox humain ou murin pouvaient agir sur les mouches. Suite à ces étapes, la nouvelle étude a profité de la récente édition de gènes CRISPR pour déterminer si tous les aspects de la fonction du gène Hox, constitués des régions codant pour les protéines et de contrôle, peuvent être remplacés dans le laboratoire commun Drosophila (Ventre noir de drosophile(avec son homologue d’un cousin rare d’Hawaï)mime de mouche des fruits), qui a un tout autre visage.

le gène impliqué, Probocipédia, se révélerait clairement parce qu’il dirige la composition des différentes pièces buccales de façon frappante- ; Doux et spongieux en Dr.. Mile Mais plus grill (ressemble au visage extraterrestre dans les films de science-fiction prédateurs) dans D. Mème.

La co-auteur de l’étude, Emily Bolger, a collecté pour la première fois ceux notoirement difficiles à reproduire D. Mème Des échantillons du parc national des volcans d’Hawaï, accompagnés uniquement de fruits indigènes (Sapindus saponaria – Savon hawaïen) connu pour être mangé par les insectes, afin d’établir une colonie temporaire dans le laboratoire de Pierre. Auradkar s’est ensuite associé au co-auteur Sushil Devkota pour décoder la séquence du génome de D. Mème Probocipédia gène, qui avait une longueur d’environ 44 000 bases. Ensuite, les chercheurs ont supprimé le fichier Dr.. Mile Probocipédia gène et le remplacer par D. Mème copie de la même chose.

Comme McGinnis l’avait prédit, les nouvelles découvertes ont révélé que la structure faciale élancée Dr.. Mile Présenté en tant que « gagnant » sur les fonctionnalités brutes D. Mème. une caractéristique de D. MèmeCependant, au cours de l’expérience, il est apparu: des organes sensoriels appelés palpes de la mâchoire supérieure qui font saillie du visage vers l’intérieur Dr.. Mile Au lieu de cela, ils ont fonctionné parallèlement à l’alimentation des pièces buccales comme ils le font dans D. Mème. Auradkar a utilisé des outils génétiques sophistiqués pour déterminer la base de cette variation et la retracer à un changement dans le modèle par lequel elle se trouve Probocipédia Le gène est activé (la région de contrôle change).

Les résultats de l’expérience aident à répondre à des questions de longue date quant à savoir si les gènes Hox agissent comme des gènes régulateurs « maîtres » qui dictent différentes parties du corps dans les organismes vivants. Ou, comme l’a suggéré McGinnis, si les gènes Hox fournissent plutôt des codons locaux abstraits et servent d’échafaudage pour les gènes finaux qui profitent le mieux à l’organisme. Outre la palpation de la mâchoire supérieure, les nouvelles découvertes montrent que l’idée d’échafaudage de McGinnis s’avère être ainsi.

McGinnis dit qu’en plus des implications pour la biologie évolutive, les résultats pourraient aider à expliquer les problèmes de développement enracinés dans les processus génétiques humains de base.

Ces études sur les mouches offrent une fenêtre sur le temps évolutif profond et nous informent des mécanismes par lesquels les plans corporels changent au cours de l’évolution. Ces connaissances pourraient conduire à une meilleure compréhension des processus associés aux malformations congénitales chez les humains. Avec de nouveaux systèmes puissants d’édition du génome basés sur CRISPR pour la thérapie humaine à l’horizon, de nouvelles stratégies peuvent être formulées pour atténuer certains des effets de ces conditions souvent débilitantes. »

Ethan Beer, premier auteur de l’étude

Selon Pierre, ces investigations fournissent également un exemple de la relation étroite entre le soutien aux sciences fondamentales et le bien-être humain. L’article a été rédigé par Ankush Oradkar, Emily Bolger, Sushil Divkota, William McGuinness et Ethan Beer.