Le tic-tac de l'horloge moléculaire de l'évolution
Chez l'humain, de nombreux processus biologiques associés au développement et à la maladie sont contrôlés par des horloges moléculaires, y compris la formation rythmique des somites au cours de l'embryogénèse des vertébrés. Les somites sont des blocs tissulaires qui donnent naissance aux vertèbres et aux muscles associés. Le projet ARTHROPODSEGCLOCK a étudié l'horloge de segmentation des insectes et des vertébrés, en utilisant le tribolium rouge de la farine (Tribolium castaneum). Les précédents travaux d'un chercheur du projet avaient révélé des similitudes frappantes entre la manière dont cet insecte constitue ses segments thoraciques et la façon dont les vertébrés (dont les humains) constituent leurs structures internes répétitives, comme les vertèbres et les muscles associés. Les résultats indiquent comment le réseau de gènes contrôlant la formation des segments chez les insectes peut avoir été modifié au cours de l'évolution. La transition depuis une segmentation séquentielle de type Tribolium vers une segmentation simultanée de type drosophile a probablement impliqué des modifications de l'ordre temporel. Ce processus a impliqué l'expression de gènes développementaux essentiels et des commutations correspondantes allant dans le sens d'interactions régulatrices entre ces gènes. Les chercheurs ont également identifié trois facteurs conservés qui contrôlent le processus de segmentation de la drosophile et du tribolium au cours du développement. Provoquant des modifications dans la façon dont les principaux gènes de segmentation interagissent à différentes étapes du processus de segmentation, les chercheurs ont comparé les deux groupes. Les résultats suggèrent que des décalages au sein du motif spatio-temporel jouent chez les insectes un rôle majeur dans le passage de la segmentation séquentielle à la segmentation simultanée. L'importance de ces trois facteurs est d'autant plus grande qu'ils jouent un rôle dans la formation de l'axe du corps au cours du développement des vertébrés. En remontant le long de la chronologie évolutive, il est probable qu'ils ont été hérités d'un ancêtre commun qui vivait il y a plus de 500 millions d'années. Les résultats indiquent également que les facteurs temporels font partie du front d'onde du Tribolium, qui convertit les informations temporelles en oscillations moléculaires de l'horloge de segmentation dans le schéma spatial des segments. Cette situation est analogue au front d'onde des vertébrés qui donne naissance aux segments mais utilise un ensemble différent de gènes. Les résultats des recherches d'ARTHROPODSEGCLOCK ont amélioré nos connaissances sur l'évolution des animaux. Le Tribolium s'est imposé comme un modèle puissant pour l'étude des horloges moléculaires.
Mots‑clés
Évolution, horloge moléculaire, ARTHROPODSEGCLOCK, Tribolium, segmentation séquentielle
