Le phénomène callipyge, une curiosité génétique
20/07/16

Mais la génétique serait trop simple si cette règle était toujours appliquée à la lettre. Le phénomène callipyge a voulu se démarquer et faire les choses à sa sauce. Pour qu’un animal présente l’hypertrophie musculaire qui caractérise ce phénotype, il doit être porteur d’une seule version du gène muté et il faut que celle-ci provienne de son père. Ce mode d’hérédité n’avait jamais été observé avant sa découverte en 1996 et fut baptisé “surdominance polaire”.   Cette observation fut publiée par Noelle Cockett et Michel Georges dans la prestigieuse revue Science.  Depuis lors, les spécialistes pensent que ce mode d’hérédité pourrait être nettement plus fréquent que ce que l’on pouvait croire jusqu’ici. Il contribuerait même à la prédisposition à des maladies complexes communes chez les humains. 

moutons

Quand les allèles entrent en guerre

Haruko Takeda a rejoint l’équipe de Michel Georges en 2002 et, depuis neuf ans, se concentre plus précisément sur l’étude des mécanismes qui sous-tendent la surdominance polaire du phénotype callipyge. Pourquoi un individu qui hérite de la mutation de son père exprime le phénotype mais pas un individu qui hérite de cette même mutation de sa mère? Pourquoi un individu héritant de la mutation de son père et de sa mère ne présente pas les caractéristiques propres au phénotype callipyge? C’est à ces questions que les scientifiques tentent de répondre au mieux depuis des années. Les découvertes à ce propos sont fascinantes et les mécanismes étonnants. Les chercheurs ont notamment mis au jour l’implication d’un domaine du génome soumis à ce qu’on appelle “l’empreinte parentale”.  “Les gènes soumis à cette empreinte sont des gènes dont seule la version paternelle ou la version maternelle est exprimée”, explique Haruko Takeda. “La mutation CLPG – qui est responsable du phénomène callipyge - affecte l’expression de deux gènes (DLK1 et PEG11) codant pour des protéines à partir du chromosome paternel et un grand nombre de gènes non codants à partir du chromosome maternel” poursuit la chercheuse. “Au fil du temps nous avons démontré que la surdominance polaire est en fait le reflet d’une guerre entre les allèles maternel et paternel et au cours de laquelle les micro-ARN produits à partir de l’allèle maternel ciblent les gènes codant pour les protéines produits à partir de l’allèle paternel”. C’est la raison principale pour laquelle les individus porteurs de deux allèles mutés CLPG n’expriment pas le phénotype callipyge: la mutation située sur l’allèle paternel est neutralisée par l’excès de micro-ARN produits par l’allèle muté maternel.

Aller jusqu’au bout du mystère

Haruko Takeda et ses collègues ont récemment publié de nouveaux résultats dans la revue PLOS ONE (1). “Nous avions déjà mis en évidence que l’expression du gène DLK1 entraîne une hypertrophie musculaire chez des souris transgéniques. Mais nous ne savions pas encore si le second gène (PEG11) affecté par la mutation CLPG joue également un rôle dans l’apparition du phénotype”, indique la scientifique. Pour vérifier cela, les chercheurs ont créé une lignée de souris transgéniques exprimant la protéine PEG11 au niveau des muscles squelettiques des souriceaux. “Nous avons ainsi pu démontrer, grâce à des mesures et des analyses histologiques des muscles, que ces souris présentaient clairement une hypertrophie musculaire”, révèle Haruko Takeda. Ces résultats suggèrent que le gène PEG11 tient un rôle non négligeable dans le phénotype callipyge observé chez les moutons. D’ailleurs des résultats ultérieurs, que les chercheurs n’ont pas encore publiés, suggèrent que les deux gènes DLK1 et PEG11 pourraient agir en synergie.

Malgré des dizaines d’années de recherches et de découvertes sur le phénotype callipyge, ce dernier garde encore son lot de secrets. “Nous voudrions notamment comprendre quels sont les processus intermédiaires qui mènent à l’hypertrophie musculaire à partir de l’expression des gènes DLK1 et PEG11”, continue Haruko Takeda. “Mais aussi plus largement, nous aimerions savoir à quel point la surdominance polaire est un phénomène génétique fréquent, quelle est sa contribution dans la sélection naturelle ou dans la prédisposition à des maladies chez les humains?”. Une curiosité scientifique le phénomène callipyge? Certainement, mais une curiosité dont l’étude pourrait apporter des éclairages insoupçonnés en génétique.

 (1) Xuewen Xu, Fabien Ectors, Erica E. Davis, Dimitri Pirottin, Huijun Cheng, Frédéric Farnir, Tracy Hadfield, Noelle Cockett, Carole Charlier, Michel Georges, Haruko Takeda. Ectopic Expression of Retrotransposon-Derived PEG11/RTL1 Contributes to the Callipyge Muscular Hypertrophy. PLOS ONE.10.1371/journal.pone.0140594

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