L’actuelle campagne électorale bruisse en ce moment de débats d’inspiration biologique (voir par exemple cette tribune d’Axel Kahn – pardon Enro !- sur la question), qui remettent sur la table l’éternel débat inné-acquis, et le rôle de l’environnement. L’occasion d’un petit billet sur certains mécanismes derrière la variabilité phénotypique en réponse à l’environnement, et de liens avec l’évolution.

En 1998, Rutherford et Lindquist ont publié une étude fascinante dans Nature d’une protéine appelée “Hsp90″. Cette protéine est dite “chaperonne” : elle aide les autres protéines à se replier et à ainsi acquérir leur fonction dans l’organisme. Lorsque Hsp90 est mutée dans une population, différentes mouches exhibent tout d’un coup différents phénotypes plus ou moins sévères : certaines mouches ont des yeux déformés, d’autres des ailes de tailles différentes, d’autres encore des antennes supplémentaires. Bizarre si on suppose qu’à une mutation est associée un seul phénotype ! En fait, Rutherford et Linquist montrent que les mutations de Hsp90 révèlent des variabilités “cachées” dans le génome. Le mécanisme est schématisé dans la figure ci-contre. Dans le panneau A est représentée une mouche normale : le gène a produit une protéine fonctionnelle A, et tout va bien. Le panneau B montre le rôle joué par HSP90 : l’allèle a1 est différent de l’allèle a, et la protéine associée A1 a une fonction différente. Le rôle d’HSP90 est alors de jouer le rôle de “tampon génétique” et de “corriger” la fonction de A1, pour la transformer en protéine fonctionnelle A : elle va par exemple contrôler le repliement de A1 afin de la forcer à aller vers la même fonction que la protéine “normale” A. Du coup, si HSP90 est supprimé (ou si elle a trop de travail par exemple), il ne lui sera plus possible de corriger le repliement et la protéine A1 va être produite, jouant une fonction différente. La variabilité génétique cachée de l’organisme va être ainsi mise en évidence.

On voit donc qu’une mouche portant l’allèle a1 est en général tout à fait normale mais une variation de l’environnement (par exemple de la température) peut révéler la variabilité cachée. L’autre aspect fascinant est que Rutherford et Lindquist se sont ensuite amusées à faire de la sélection entre les mouches ayant le même phénotype une fois HSP90 muté, puis ont réintroduit une HSP90 normal. Surprise : HSP90 est alors cette fois incapable de corriger le phénotype ! Une expérience difficile à interpréter selon moi : cela suggérerait que Hsp90 pourrait agir en plusieurs endroits sur le même processus; en accumulant des mutations dans les protéines de celui-ci, peut-être Hsp90 n’arrive-elle plus à compenser toutes les micro-mutations, d’où la fixation du phénotype.

Hasard du calendrier, trois jours après son décès, Nausicaa est réssucitée ! J’ai plongé dans les entrailles de la bête, identifié et changé la pièce deffectueuse, et c’est reparti !
Espérons maintenant que l’esprit saint me visitera la semaine prochaine