La désactivation d’un gène au début du développement de la souris a conduit les chercheurs à se retrouver avec un mammifère embryonnaire accidentel à six pattes.
Cet étrange résultat a amené les recherches sur la moelle épinière des biologistes du développement Anastasiia Lozovska et Moisés Mallo et de leurs collègues de l’Institut scientifique Gulbenkian du Portugal dans une nouvelle direction.
« Je n’ai pas choisi le projet, c’est le projet qui m’a choisi », Mallo dit Sara Reardon à Actualités Nature.
L’équipe a comparé des embryons de souris âgés de 10 à 17 jours avec et sans versions fonctionnelles du gène en question, Tgfbr1qui code pour le Tgfbr1 protéine réceptrice.
Tgfbr1 contribue à une voie de signalisation qui donne à un corps en formation ses directions du tronc à la queue. Cette voie fournit ici des instructions de « création d’un membre postérieur », ou de « organes génitaux externes », aux cellules de l’embryon en développement.
À mesure qu’un embryon de mammifère grandit, il construit des structures séquentielles de la tête à la queue. Au début du développement, les mécanismes génétiques ne se concentrent plus sur la tête, mais s’étendent au corps et jettent les bases des principaux systèmes organiques.
Plus tard, une deuxième transition se produit où l’activation de gènes dans plusieurs couches de tissus étend le tronc pour créer une queue.
C’est au cours de ce processus que les interactions entre les tissus nouvellement émergents génèrent les structures nécessaires aux canaux de sortie et aux organes génitaux du corps.
Alors que les jambes et les bras partagent bon nombre des mêmes gènes, à ce stade précoce du processus, les membres postérieurs et les organes génitaux ont davantage en commun. Il a été suggéré qu’ils proviennent de la même structure initiale initiale chez les espèces ancestrales.
« Il sera donc intéressant de déterminer si un mécanisme lié à la plasticité développementale découvert par nos travaux… pourrait aider (expliquer) l’absence de membres postérieurs chez les serpents mais leur présence chez la plupart des lézards », Lozovska et ses collègues. merveille.
Les scientifiques ont découvert que, malgré le placement assez radicalement différent des pattes supplémentaires dans les embryons, sans une version fonctionnelle de Tgfbr1, les autres gènes exprimés dans ces pattes sont similaires à ceux trouvés dans les membres normaux de souris.
Les deux appendices naissent au milieu des trois couches de tissus qui composent un embryon précoce, le mésoderme. À mesure que les cellules qui se transforment en membres poussent dans la couche externe environnante de tissus (endoderme), il est possible qu’elles reçoivent alors davantage de messages « deviennent des jambes » pour poursuivre leur développement en structures de membres mal formées mais matures, soupçonnent les chercheurs.
Lozovska et son équipe ont examiné de plus près l’ADN dans le tissu des jambes mutantes par rapport aux souris témoins et ont identifié un remodelage de la chromatine : les protéines qui contrôlent l’accès à l’ADN des cellules ont été commutées en configuration « pattes », au lieu de « génitale ». configuration.
Les chercheurs ne connaissent toujours pas le mécanisme exact entre le Tgfbr1 suppression génétique conduisant à une paire de jambes supplémentaire.
Mieux comprendre ces processus fondamentaux fournira aux chercheurs des outils supplémentaires pour relever les défis du développement et les maladies.
Cette recherche a été publiée dans Communications naturelles.
