Génétique nutritionnelle: nous sommes ce que nous mangeons
Chez les insectes femelles, l’accouplement provoque des modifications significatives sur la ponte, la consommation alimentaire et l’immunité. De plus en plus de preuves indiquent que ces modifications phénotypiques apparaissent comme le résultat d’une expression génétique différentielle qui implique également les gènes intervenant dans des voies métaboliques. Ce changement métabolique se manifeste comme un changement de préférences alimentaires dans le but de satisfaire les demandes nutritionnelles de l’organisme. Étudier la génétique de la nutrition liée au sexe Les scientifiques du projet DIET-SEX-GENOMICS, financé par l’UE, souhaitaient étudier plus en détail la génétique à l’origine des modifications en matière d’exigences et de choix alimentaires des mâles et des femelles. En prenant la Drosophila melanogaster comme organisme modèle, ils ont combiné les croisements génétiques, la manipulation alimentaire et les méthodologies de séquençage de nouvelle génération pour répondre à ces questions. «Notre objectif était d’étudier ce que chaque sexe a besoin de manger pour atteindre la capacité reproductrice maximale et de quelle façon cela varie entre les différents génotypes», explique le Dr Max Reuter, coordinateur du projet, hôte de la Dre Florencia Camus, titulaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie. Les chercheurs ont obtenu des échantillons de différentes variantes génétiques de Drosophila et les ont alimentés avec des régimes synthétiques contenant des macronutriments quantifiés avec précision. Dans un type d’expérience, ils ont abordé les préférences des organismes en leur offrant des protéines et des hydrates de carbone séparément. Lors de la seconde expérience, les scientifiques ont proposé des aliments avec diverses compositions fixées et une capacité reproductrice estimée. «Ce type d’expérience nous a permis de déterminer les aliments qui maximisent les capacités», continue la Dre Camus. En général, les résultats ont révélé une variation génétique significative dans le choix et les exigences alimentaires de chaque sexe. Par exemple, les mâles de certains génotypes ont montré les capacités maximales en conditions riches en hydrates de carbone, ce qui est habituel pour leur sexe, tandis que les mâles d’autres génotypes ont montré des exigences nutritionnelles plus similaires à celles des femelles. L’application de techniques de séquençage de nouvelle génération a aidé à mieux comprendre les réponses génétiques et physiologiques des sexes à une alimentation riche en hydrates de carbone, bénéfique pour les mâles, et à une alimentation riche en protéines, bénéfique pour les femelles. Ces données ont mis en évidence quels gènes changent leur expression en réponse à une alimentation spécifique et la façon dont la régulation change entre sexes. Répercussions de la recherche Le travail mené pendant le projet DIET-SEX-GENOMICS aidera à identifier les gènes responsables de la réponse à la nutrition en fonction du sexe. La prochaine étape consiste à analyser les réponses alimentaires et à comprendre de quelle façon la variation génétique est générée et maintenue. Un autre des objectifs de l’équipe scientifique consiste à valider par des expériences ces inférences corrélatives à l’aide d’approches de modification génomique. Comme le Dr Reuter le souligne: «la caractérisation de la réponse transcriptionnelle aux changements alimentaires chez les deux sexes nous aidera à identifier les gènes et les processus régulateurs clés, que nous pourrons alors comparer entre différents génotypes». Les données préliminaires semblent indiquer une réponse transcriptionnelle à l’alimentation partagée entre les deux sexes avec quelques exceptions fascinantes, où les sexes répondent de manière radicalement différente. D’un point de vue biologique, les résultats du projet DIET-SEX-GENOMICS prouvent que la capacité reproductrice apparaît à partir d’une interdépendance complexe entre les facteurs génétiques et environnementaux qui sous-tendent les réponses physiologiques et comportementales à l’alimentation. Le fait d’étudier ces différences plus en profondeur devrait offrir des connaissances fondamentales à propos du métabolisme et de la physiologie. Par ailleurs, l’extrapolation de ces informations aux humains ne fait que renforcer davantage le besoin émergent d’une médecine personnalisée. «Si une alimentation optimale, tout comme les traitements médicamenteux, dépend de la composition génétique d’un individu, alors le fait de comprendre la génétique du métabolisme peut aider à personnaliser les conseils nutritionnels aux besoins individuels», conclut la Dre Camus. Prendre en compte le caractère unique de chaque individu de cette façon pourrait considérablement profiter à la santé publique.
Mots‑clés
DIET-SEX-GENOMICS, gène, alimentation, nutrition, femelle, mâle, capacité reproductrice, séquençage de nouvelle génération, métabolisme
