Gènes du développement : le French Flag Model

Le réseau génétique à la base de la formation des différents segments des insectes est à la fois simple et élégant. Prenons l’exemple de la segmentation de la drosophile dans une version ultra-simplifiée. La maman mouche, lors de la ponte, attache des ARN messagers d’une protéine appelée Bicoid à un pôle de l’oeuf (qui comme tout oeuf qui se respecte est ovale). Ces ARN sont ensuite traduits et la protéine est produite et diffuse dans l’oeuf. Seulement, comme ces ARN sont très localisés, la concentration de Bicoid est inhomogène : il y a plus de protéines près du pôle où sont localisés les ARN. Il se forme donc un gradient de protéines Bicoid : cette protéine est davantage concentrée vers le pôle de l’embryon.

Or Bicoid est ce qu’on appelle un morphogène : cela signifie qu’en fonction de sa concentration, les cellules vont réagir et connaître des destins différents. Grosso-modo, les cellules exposées à de fortes concentrations de Bicoid vont donner des cellules de la tête, celles exposées à de moyennes concentrations, des segments thoraciques, tandis que celle exposées à de faibles concentrations vont donner des cellules de la queue. En fait, concrètement, il y a différents seuils d’activité de Bicoid, ce qu’on décrit commodément à l’aide du “French Flag Model”, proposé dans les années 60 par Lewis Wolpert. Deux seuils d’activation permettent de définir trois régions : à concentration haute de morphogène, les cellules ont un destin bleu, à concentration moyenne un destin blanc, et à basse concentration, un destin rouge.

Evidemment, le schéma général est un peu plus compliqué, mais cette figure très simple avec une inhomogénéité spatiale initiale d’un morphogène qui détermine des destins cellulaires différents est une constante dans le vivant et à ma connaissance, la formation de la quasi totalité des membres et des organes repose sur un tel mécanisme. Comme vous vous en doutez peut-être si vous avez lu mon billet d’introduction sur les gènes du développement, de nombreux morphogènes (dont Bicoid) sont des gènes Hox (ou en dérivent).

Réference : plein d’animations flash et de références sur FlyMove !

Billets similaires:

  1. Gènes du développement : la segmentation Continuons notre petite balade dans le monde merveilleux du développement. L’un des points communs de nombreux bilatériens est qu’ils sont segmentés. En clair, cela signifie que le plan d’organisation de leur corps est composé de modules, les segments. Ainsi, nous connaissons tous les segments des insectes, que nous avons appris à l’école. Les segments peuvent [...]...
  2. Gènes du développement : petite intro Si vous comparez les membres des différents animaux, vous verrez de nombreux points communs entre les vertébrés. Ainsi, les membres sont tous organisés de la même façon et semblent en fait dériver d’un même plan de base, révélant l’origine commune de tous les tétrapodes. Examinons maintenant une autre branche du vivant, par exemple les insectes. Même [...]...
  3. Gènes du développement : Urbilateria et segmentation La plupart des animaux supérieurs sont donc ségmentés. Cependant, rien de commun a priori entre les segments des insectes et notre colonne vertébrale. Ceci pose une question importante d’un point de vue de l’évolution : le dernier ancêtre commun des bilatériens (i.e. des animaux avec un plan de symétrie), appelé “Urbilateria”, était-il segmenté ? Pendant longtemps, [...]...
  4. Gènes du développement : la somitogenèse Retour à New York et suite de ma série sur les gènes du développement… Aujourd’hui, je vais essayer de vous expliquer un mécanisme tout à fait fascinant : celui de la formation de la colonne vertébrale. En termes biologiques, les vertèbres sont dérivés de motifs précurseurs appelés “somites”, d’où le terme de “somitogenèse” (mais pour faire [...]...
  5. De la pression, du développement et du cancer Des travaux récents soulignent l’importance d’effets purement physiques dans la régulation des gènes. L’un des processus de développement les mieux compris et les plus étudiés est la segmentation de la drosophile (déjà évoquée dans ces deux billets), illustré sur l’image ci-contre. Au cours de ce processus apparaissent dans l’embryon des motifs d’expression génétiques périodiques, “en bandes” [...]...

Laisser un commentaire

Additional comments powered by BackType

  • Blog Bro

    expatriate
  • Catégories