phénome

Leur phénotype ancestral ressemblait à un grand serpent à fourrure et,quand ils étaient incarnés, ils vivaient en général dans des nids d'une centaine de membres.

Auteur: Egan Greg

Info: À dos de crocodile

[ ascendants ] [ non-incarnés ]

statistiques

La théorie évolutionnaire des jeux est une façon de penser l'évolution au niveau phénotypique* lorsque les aptitudes de phénotypes particuliers dépendent de leur fréquence dans la population.

Auteur: Maynard Smith John

Info: "Evolution and the Theory of Games", p.1, Cambridge University Press 1982. *concernant ensemble des traits observables d'un organisme. Très souvent, l'usage de ce terme est plus restrictif : le phénotype est alors considéré au niveau d'un seul caractère, à l'échelle cellulaire ou encore moléculaire.

[ population ] [ biologie ]

science-fiction

Patiemment, le réparateur revint aux bases physique. "La culture du swibble* consiste en un phénotype organique qui évolue au sein d'un milieu protéique dans des conditions contrôlées. Le tissu neurologique directeur à la base du swibble est vivant, certainement, dans le sens où il croît, pense, se nourrit, excrète des déchets. Oui, c'est définitivement vivant. Mais le swibble*, en tant qu'ensemble fonctionnel, est un article manufacturé. Le tissu organique est inséré dans le réservoir principal, puis scellé. Je ne le répare en aucun cas ; je lui donne des nutriments pour rétablir un bon équilibre alimentaire et j'essaie de traiter les organismes parasites qui s'y trouvent. J'essaie de le maintenir ajusté et sain. L'équilibre de l'ensemble est, bien sûr, totalement mécanique."

"Le swibble a un accès direct aux esprits humains ?" demanda Anderson, fasciné.

"Naturellement. C'est un métazoaire télépathe artificiellement évolué. Et avec lui, Wright a résolu le problème fondamental des temps modernes : la présence de diverses factions idéologiques en guerre, l'existence de la déloyauté et de la dissidence."

Auteur: Dick Philip K.

Info: Service Call, in Science Fiction Stories, 1955. Contraction de Swipe & Nibble, balaie et grignotte

[ asservissement ] [ néologisme ] [ bio-machine ] [ invention imaginaire ]

biologie

Les structures et les séquences moléculaires sont généralement plus révélatrices des relations évolutives que les phénotypes classiques (en particulier chez les micro-organismes). Par conséquent, la base de la définition des taxons s'est progressivement déplacée du niveau de l'organisme au niveau cellulaire puis au niveau moléculaire. Les comparaisons moléculaires montrent que la vie sur cette planète se divise en trois groupes principaux, communément appelés les bactéries, les archaebactéries et les eucaryotes. Les trois sont très dissemblables, les différences qui les séparent étant d'une nature plus profonde que les différences qui séparent les règnes typiques, tels que les animaux et les plantes. Malheureusement, aucun des points de vue conventionnellement acceptés sur les relations naturelles entre les systèmes vivants - c'est-à-dire la taxonomie des cinq royaumes de Whittaker (Animalia, Plantae, Champignons, Protiste, bactéries), ou la dichotomie eucaryote-procaryote - ne reflète cette division primaire tripartite du monde vivant. Pour remédier à cette situation, nous proposons qu'un système formel d'organismes soit établi dans lequel, au-dessus du niveau du règne, existe un nouveau taxon appelé "domaine". La vie sur cette planète serait alors considérée comme comprenant trois domaines, les Bactéries, les Archées et les Eucarya, chacun contenant deux royaumes ou plus. (L'Eucarya, par exemple, contient Animalia, Plantae, Fungi, et un certain nombre d'autres encore à définir). Bien que la structure taxonomique au sein des Bactéries et Eucarya ne soit pas traitée ici,

Auteur: Woese Carl

Info: Avec O Kandler, ML Wheelis (1990). "Vers un système naturel d'organismes : proposition pour les domaines Archaea, Bacteria, et Eucarya. (PDF)". Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique 87 (12): 4576–4579.

[ arbre du vivant ] [ réorganisé ] [ triade ] [ phylogenèse ] [ cladistique ] [ historique ]

exoplanète

Enfin, à l'intérieur d'immenses colonies de cellules, comme le corps humain qui en comprend peut-être mille milliards, des transmissions constantes d'information permettent le maintien d'équilibres dynamiques extraordinairement nombreux, complexes et fins : il faut ici insister sur la durée de ces équilibres qui excèdent de beaucoup la durée de vie moyenne d'une bactérie par exemple. On pourrait multiplier les exemples et évoquer aussi les cas de coévolution, qu'ils concernent les parasitismes ou les symbioses. La plupart des transmissions d'informations évoqués ici ne s'établissent qu'entre des phénotypes et n'ont pas d'effets sur les génotypes. Cependant, certaines de ces transmissions aboutissent à des modifications génotypiques et donc transmissibles, y compris celles dues à des virus. Et pour un individu, le seul fait d'être averti d'un danger améliore ses chances de survie et donc de transmission de ses gènes. L'abondance de tels cas indiquerait qu'il y a bien une composante néo-lamarckienne dans l'évolution de la vie sur Terre en complément des mécanismes proprement darwiniens. On peut donc imaginer une forme d'évolution où cette composante lamarckienne soit dominante. C'est ce que fait l'auteur dans son roman : l'étonnante biologie de Lamarckia ignore la sélection darwinienne et est constituée d'écoi* vastes comme des continents, qui manipulent eux-mêmes leurs gènes et inventent sans cesse de nouvelles formes de vie adaptées à leurs besoins. Ils réalisent ainsi une sorte d'hérédité des caractères acquis, d'où le nom donné à la planète en hommage à la théorie de Lamarck.

Auteur: Internet

Info: A propos d'Héritage de Greg Bear, appréciation de finitysend sur Babelio * grand écosystèmes vivants

[ science-fiction ]

reproduction

Pour la biologie moderne, tout être vivant se forme par l'exécution d'un programme inscrit dans ses chromosomes. Chez les organismes sans sexe, se reproduisant par exemple par fission, le programme génétique est exactement recopié à chaque génération. Tous les individus de la population sont alors identiques, à l'exception de quelques rares mutants. De telles populations ne peuvent s'adapter que par sélection de ces mutants sous la pression du milieu. En revanche, dès lors que la sexualité devient condition nécessaire de la reproduction, chaque programme est formé, non plus par copie exacte d'un seul programme, mais par réassortiment de deux programmes différents. En conséquence, chaque programme génétique, c'est-à-dire chaque individu, devient différent de tous les autres, à l'exception des jumeaux identiques. Chaque enfant conçu par un couple donné est le résultat d'une loterie génétique. [...] Le réassortiment du matériel génétique à chaque génération permet de juxtaposer rapidement des mutations favorables qui, chez les organismes dépourvus de sexualité, resteraient séparées. Une population pourvue de sexualité peut donc évoluer plus vite qu'une population qui en est dépourvue. A long terme, les populations sexuées peuvent survivre là où s'éteindraient des populations asexuées. De plus, les organismes à reproduction sexuée offrent une plus grande diversité de phénotypes dans leur descendance. A court terme, ils ont donc plus de chances de produire des individus adaptés aux conditions nouvelles créées par des variations de l'environnement. La sexualité fournit ainsi une marge de sécurité contre les incertitudes du milieu. C'est une assurance sur l'imprévu.

Auteur: Jacob François

Info: Le jeu des possibles, Fayard 1981<p.23-25>

[ adaptation ]

hypothèse évolutive

Les concepts biosémiotiques de Marcello Barbieri explorent l'idée que les organismes vivants peuvent être considérés comme des systèmes de signes. Il suggère que les unités fondamentales de la vie sont sémiotiques, ce qui signifie que les organismes et leurs comportements peuvent être compris comme des processus d'interprétation et de production de signes.

Ainsi c'est un système où les organismes et leurs actions peuvent être considérés comme un langage. Tout comme nous interprétons et produisons des signes pour communiquer un sens, les êtres vivants font de même à travers leurs comportements et leurs interactions. Cette perspective nous aide à comprendre la vie comme un processus dynamique de communication et d'interprétation basé sur des signes.

Dans sa théorie biosémiotique Marcello Barbieri propose deux aspects fondamentaux : la copie et le codage.

1. La copie, qui désigne le processus par lequel l'information biologique est transmise d'une génération à l'autre. Elle implique la réplication et la transmission du matériel génétique, tel que l'ADN. Ce processus de copie assure le transfert des traits et des caractéristiques des parents à la progéniture.

2. Le codage, quant à lui, fait référence à la traduction de l'information génétique en caractères phénotypiques. Il implique le décodage et l'interprétation des instructions génétiques par la machinerie cellulaire pour produire des caractéristiques physiques et des comportements particuliers. Le processus de codage est responsable de la traduction de l'information génétique dans le développement et le fonctionnement des organismes.

Ces deux aspects fonctionnent ensemble dans la biosémiotique pour faciliter la transmission et l'expression de l'information génétique. La copie assure la continuité du matériel génétique d'une génération à l'autre, tandis que le codage permet de traduire l'information génétique en traits et comportements visibles c'est à dire qu'elles peuvent être considérées comme des signes qui transmettent des informations sur les processus internes de l'organisme et les interactions avec l'environnement. 

Il y a donc ici un lien entre la biosémiotique et l'épigénétique qui réside dans la manière dont ces deux concepts contribuent à notre compréhension de la transmission et de l'expression de l'information biologique.

L'épigénétique fait référence aux changements dans l'expression des gènes qui n'impliquent pas de modifications de la séquence d'ADN sous-jacente. Ces changements peuvent être influencés par divers facteurs tels que des indices environnementaux, des choix de mode de vie et des interactions sociales.

Changements épigénétiques qui peuvent donc être considérés comme une forme de transmission d'informations puisqu'ils influencent l'expression de l'information génétique, entraînant des modifications du phénotype d'un organisme. Ces changements peuvent ensuite être hérités d'une génération à l'autre ou se produire de manière dynamique au cours de la vie d'un individu.

Les modifications épigénétiques agissent essentiellement comme une couche d'information qui influence l'expression des gènes et peut réagir à l'environnement. Elles peuvent être considérées comme une forme de codage, où l'information génétique sous-jacente est "interprétée" et modifiée pour répondre à des circonstances changeantes.

En comprenant l'interaction entre les facteurs génétiques et épigénétiques, la biosémiotique offre un cadre permettant d'explorer la manière dont l'information est transmise, interprétée et exprimée aux niveaux génétique et épigénétique. Cela nous aide à saisir la complexité des systèmes biologiques et le rôle du traitement de l'information dans la formation de la variation phénotypique et de l'adaptation.

Auteur: chatGPT4

Info: août 2023

[ biophysique ] [ interactivité ]

ADN

Elles ressemblent aux personnages de la bande dessinée Marvel Hulk, dont le corps réagit au stress en augmentant de taille. Avec leur énorme tête oblongue et de redoutables mandibules géantes, ce sont des fourmis super soldates du genre hyper diversifié Pheidole. Normalement, elles n'existent naturellement que dans certaines régions limitées géographiquement. Or, de concert avec des collègues, le professeur de biologie Ehab Abouheif de l'Université McGill de Montréal a repéré, dans des régions inattendues, des fourmis qui sont en fait des anomalies biologiques dotées de caractéristiques analogues à celles de super soldats. Qui plus est, les chercheurs ont découvert qu'ils peuvent induire des fourmis super soldates chez des espèces de Pheidole n'en ayant jamais compté.
Les anomalies de super soldates représentent un potentiel ancestral latent pouvant être actualisé par des changements dans l'environnement. Elles représentent une source de matériel génétique brut que la sélection naturelle peut exploiter. Cette conclusion, publiée dans la plus récente édition de Science, est une avancée importante dans notre compréhension des processus évolutifs.
"Des oiseaux munis de dents, des serpents dotés de doigts et des humains poilus comme des singes - voilà des traits ancestraux qui se manifestent régulièrement dans la nature", explique le professeur Abouheif. "Pendant très longtemps, les théoriciens de l'évolution ont cru que ces traits ne menaient nulle part, qu'ils étaient de simples ratés du système de développement révélant des vestiges du passé, à l'image de figurants du cirque Barnum & Bailey de l'évolution. En fait, il s'agit d'une source négligée de variation de l'évolution."
Les colonies de fourmis Pheidole (à grosse tête) comptent des millions d'ouvrières, notamment des ouvrières mineures et des soldates. En règle générale, le menu alimentaire des fourmis module certaines hormones chez les larves pour qu'elles deviennent soit des soldates, soit des ouvrières mineures. Après avoir repéré inopinément des anomalies analogues à celles de super soldats chez des espèces de Pheidole de Long Island, où on ne les observe pas généralement, le professeur Abouheif et son équipe ont su qu'il s'agissait d'un phénomène inhabituel. "J'y collectionne des échantillons depuis près de 15 ans. En voyant ces fourmis, je les ai trouvées monstrueuses! Elles ressemblent à celles qui sont produites naturellement dans le Sud-ouest américain", de dire le professeur Abouheif.
Dirigés par le doctorant Rajee Rajakumar, des chercheurs du laboratoire du professeur Abouheif et des collaborateurs de l'Université d'Arizona ont alors entrepris d'induire la production artificielle de ces super soldates. Pour ce faire, ils ont appliqué une hormone juvénile aux larves à des étapes cruciales de leur développement. Le succès a été instantané. Ils ont réussi à produire des sous-castes de super soldates dans au moins trois espèces du genre, où l'on n'en a jamais observé avant - des espèces très éloignées dans l'arbre de l'évolution de la colonie Pheidole.
Selon le professeur Abouheif, ces travaux ont une portée considérable pour la théorie de l'évolution, car ils montrent l'existence d'un potentiel génétique à l'état latent verrouillé depuis très longtemps. "Les agents stressants environnementaux qui activent ce potentiel latent sont toujours présents - si bien qu'en cas de besoin, la sélection naturelle peut en éveiller le potentiel et l'actualiser", précise le professeur. "Le corollaire est que nous attestons l'importance du stress environnemental pour l'évolution, car il peut faciliter le développement de phénotypes novateurs. Toute discordance entre l'environnement normal de l'organisme et son potentiel génétique peut être libéré - même si cela prend 30 ou 65millions d'années."
Ces travaux ont étés financés par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, la Chaire de Recherche du Canada en évolution et développement, la Fondation nationale des sciences des États-Unis et une bourse de recherche de l'Institut Konrad Lorenz.

Auteur: Internet

Info:

[ potentiel ] [ sciences ]

évolution biologique

Une nouvelle étude de Yale sur la levure montre comment des facteurs non génétiques sont impliqués dans l'évolution en temps réel.

Dans l'étude, publiée dans la revue Cell Reports du 27 octobre, des chercheurs de l'Institut de biologie systémique de Yale ont montré comment les mécanismes épigénétiques - des modifications du phénotype d'un organisme non causées par des altérations de sa séquence d'ADN - contribuent à l'évolution du réseau de gènes chez la levure qui est responsable de la régulation de l'utilisation du sucre galactose. L'étude a montré qu'un changement épigénétique dans l'activité des gènes se transmettait à travers des centaines de générations de levure, et elle a des implications plus larges concernant le rôle de l'épigénétique dans l'évolution.

"La nature est futée", a déclaré Murat Acar, auteur principal de l'article et professeur associé de biologie moléculaire, cellulaire et du développement, ainsi que de physique. "Elle trouve toujours une solution chaque fois qu'elle est mise au défi par quelque chose. Vous voulez avoir une sorte de gagnant parmi votre population pour surmonter cet environnement difficile".

Jusqu'à récemment, l'explication de l'évolution reposait uniquement sur des mutations génétiques spontanées stimulant des adaptations avantageuses dans les organismes, selon David Moreno Fortuno, associé postdoctoral à l'Institut de biologie des systèmes et l'un des co-auteurs de l'article. Il a expliqué que cette théorie est connue sous le nom de néodarwinisme parce que la nature des gènes n'avait pas encore été découverte à l'époque de Darwin.

La théorie darwinienne de l'évolution contraste avec l'idée de Jean-Baptiste Lamarck, autrefois largement discréditée, selon laquelle l'évolution consiste à transmettre de petits changements qui sont acquis au cours de la vie d'un organisme, selon le PBS. Lamarck a publié sa théorie au début du 19ème siècle en France, et l'exactitude de cette théorie est toujours débattue aujourd'hui, surtout au vu de la résurgence, au cours des deux dernières décennies, de l'étude des influences épigénétiques - ou pas - sur l'évolution.

Les chercheurs ont utilisé un marquage fluorescent dans les cellules de levure pour suivre l'expression des gènes codant du galactose, des cellules plus brillantes correspondant à une plus grande expression de ces gènes. Ils ont observé les niveaux de fluorescence sur une période de sept jours et ont sélectionné à plusieurs reprises les cellules les plus faibles de la population. Les chercheurs nomment cette séparation des cellules plus faibles de la population générale de "pression sélective". Par rapport à la population de levure d'origine, ils ont constaté une diminution dans le temps de la quantité d'expression de ces marqueurs au sein de la population expérimentale.

 "Cette diminution s'est maintenue, même lorsque  la pression sélective fut supprimée pendant plus de 200 générations", a déclaré M. Fortuno.

Du fait que le génome de la levure soit si petit - seulement 12 millions de paires de bases contre 3 milliards pour l'homme - l'analyse de l'ensemble du génome de l'organisme pour les mutations génétiques est beaucoup plus facile à réaliser dans les cellules de levure.

Certaines des cellules de levure qui avaient modifié l'expression du gène codant pour le galactose ne présentèrent aucune mutation dans le réseau de gènes spécifié. Les chercheurs ont donc pu exclure les contributions génétiques à leurs observations.

"En fin de compte, nous avons vu que les théories darwiniennes de l'évolution génétique ne sont pas en mesure d'expliquer ces résultats par elles-mêmes", a déclaré M. Acar. "Il est nécessaire d'y inclure la théorie évolutionniste lamarckienne pour expliquer tout le spectre de nos résultats".

M. Fortuno a abordé les implications potentielles de l'étude, en prédisant que les cellules cancéreuses malignes sont similaires aux cellules de levure dans la mesure où les deux types de cellules sont en "évolution constante". Il a ajouté que la compréhension du rôle des mécanismes épigénétiques dans les génomes des cellules de levure pourrait ouvrir des pistes de recherche pour développer des traitements contre le cancer ou déterminer le stade du cancer dont souffre un patient.

Il note également que certains scientifiques pensent que la culture est un mécanisme épigénétique. Bien que la culture soit non génétique, il est possible qu'elle ait un impact mesurable sur nos marques épigénétiques si ces experts ont raison.

Le document indique également que les mécanismes génétiques et épigénétiques "n'ont pas à s'exclure mutuellement". 

"En réponse à une condition environnementale particulière, les deux types de mécanismes peuvent jouer un rôle et se compléter l'un l'autre", peut-on lire dans le document.

Le document explique également que les mécanismes épigénétiques peuvent provoquer des adaptations plus rapides à un environnement changeant, ils agissent généralement sur une échelle de temps plus courte que les mécanismes génétiques. À l'inverse, les mécanismes génétiques sont en jeu sur des périodes plus longues et entraînent des changements plus permanents dans un organisme.

M. Acar souligne que cette étude n'est qu'une première étape vers une meilleure compréhension du rôle des facteurs épigénétiques et qu'il attend avec impatience de voir des expériences similaires être réalisées sur d'autres organismes.

"Ce n'est qu'alors que nous verrons si ces résultats peuvent être généralisés, qu'ils soient darwiniens, lamarckiens ou hybrides - une théorie unifiée de l'évolution régissant l'évolution des organismes", a-t-il déclaré.

Les cellules de levure se reproduisent de manière asexuée toutes les 90 à 100 minutes.

Auteur: Jalbert Jonathan

Info: https://yaledailynews.com/ NOV 12, 2020

[ biophysique ]

interactions

L'épigénétique, l'hérédité au-delà de l'ADN
Des mécanismes ne modifiant pas notre patrimoine génétique jouent un rôle fondamental dans le développement de l'embryon. Ils pourraient expliquer comment l'environnement induit des changements stables de caractères, voire des maladies, éventuellement héritables sur plusieurs générations.

L'épigénétique, c'est d'abord cette idée que tout n'est pas inscrit dans la séquence d'ADN du génome. "C'est un concept qui dément en partie la "fatalité" des gènes", relève Michel Morange, professeur de biologie à l'ENS. Plus précisément, "l'épigénétique est l'étude des changements d'activité des gènes - donc des changements de caractères - qui sont transmis au fil des divisions cellulaires ou des générations sans faire appel à des mutations de l'ADN", explique Vincent Colot, spécialiste de l'épigénétique des végétaux à l'Institut de biologie de l'Ecole normale supérieure (ENS-CNRS-Inserm, Paris).

Est-ce la fin de l'ère du "tout-ADN", qui a connu son apogée vers l'an 2000 avec les grandes manoeuvres du séquençage du génome humain ? "L'organisme reste construit à partir de ses gènes, même si l'activité de ceux-ci peut être modulée", tempère Michel Morange.

Mais le séquençage des génomes l'a révélé avec éclat : la connaissance seule de la séquence de l'ADN ne suffit pas à expliquer comment les gènes fonctionnent. C'était pourtant prévisible : si cette connaissance suffisait, comment expliquer que malgré leur génome identique, les différents types de cellules d'un individu développent des caractères aussi différents que ceux d'un neurone, d'une cellule du foie, des muscles ou de la peau ?

L'épigénétique répond en partie à cette interrogation - mais elle en soulève de nombreuses autres. "Le cadre classique de l'épigénétique, c'est le développement de l'embryon et la différenciation des cellules de l'organisme", indique Vincent Colot. Mais ses enjeux concernent également la médecine et la santé publique... et les théories sur l'évolution. Elle jette le soupçon sur l'environnement, qui pourrait moduler l'activité de certains de nos gènes pour modifier nos caractères, voire induire certaines maladies qui pourraient être transmis(es) à la descendance.

La première question, cependant, est celle de la définition de ce fascinant concept. Un certain flou persiste, même chez les scientifiques. "Ces ambiguïtés tiennent au fait que le terme a été introduit à plusieurs reprises dans l'histoire de la biologie, avec à chaque fois un sens différent", raconte Michel Morange, qui est aussi historien des sciences. Précurseur absolu, Aristote invente le terme "épigenèse" - de épi-, "au-dessus de", et genèse, "génération" - vers 350 avant notre ère.

"Observant des embryons de poulet, Aristote découvre que les formes ne préexistent pas dans le germe, mais sont, au contraire, progressivement façonnées au cours du développement embryonnaire", rapporte Edith Heard, qui dirige une équipe (Institut Curie-Inserm-CNRS) sur l'épigénétique du développement des mammifères. Une vision admirablement prémonitoire, qui ne se verra confirmée qu'avec l'invention du microscope à la fin du XVIIe siècle.

Quant au mot "épigénétique", il apparaît en 1942 : on le doit au généticien anglais Conrad Waddington, qui s'attache à comprendre le rôle des gènes dans le développement. Comment s'opère le passage du génotype (l'ensemble des gènes) au phénotype (l'ensemble des caractères d'un individu) ? A l'époque, on ignorait que l'ADN est le support de l'hérédité. Mais les liens entre génotype et phénotype se précisent peu à peu, à mesure qu'on découvre la structure des gènes et leur mode de régulation. Une étape décisive est franchie avec les travaux de François Jacob, Jacques Monod et André Lwoff, Prix Nobel en 1965 : ils montrent l'importance d'un facteur de l'environnement (la présence d'un sucre, le lactose) dans le contrôle de l'expression d'un gène et la détermination d'un caractère (la capacité de la bactérie E. coli à utiliser le lactose comme source d'énergie).

Le concept d'épigénétique tombe ensuite en relative déshérence, pour renaître dans les années 1980 avec son sens moderne. "Un chercheur australien, Robin Holliday, observe dans des cellules en culture des changements de caractères qui sont transmis au fil des divisions cellulaires, relate Vincent Colot. Mais ces changements semblaient trop fréquents pour pouvoir être causés par des mutations de l'ADN." Holliday découvre le rôle, dans cette transmission, de certaines modifications de l'ADN qui n'affectent pas la séquence des "nucléotides", ces lettres qui écrivent le message des gènes.

Plus largement, on sait aujourd'hui que les gènes peuvent être "allumés" ou "éteints" par plusieurs types de modifications chimiques qui ne changent pas la séquence de l'ADN : des méthylations de l'ADN, mais aussi des changements des histones, ces protéines sur lesquelles s'enroule l'ADN pour former la chromatine. Toutes ces modifications constituent autant de "marques épigénétiques". Elles jalonnent le génome en des sites précis, modulant l'activité des gènes localisés sur ces sites.

Quelle est la stabilité de ces marques épigénétiques ? La question est centrale. Certaines sont très transitoires, comme les marques qui régulent les gènes liés aux rythmes du jour et de la nuit. "Au moins 15 % de nos gènes sont régulés d'une façon circadienne : leur activité oscille sur un rythme de 24 heures. Il s'agit de gènes qui gouvernent notre métabolisme, assurant par exemple l'utilisation des sucres ou des acides gras", indique Paolo Sassone-Corsi, qui travaille au sein d'une unité Inserm délocalisée, dirigée par Emiliana Borrelli à l'université de Californie (Irvine). "Pour réguler tant de gènes d'une façon harmonieuse, il faut une logique commune. Elle se fonde sur des processus épigénétiques qui impliquent des modifications des histones."

D'autres marques ont une remarquable pérennité. "Chez un individu multicellulaire, elles peuvent être acquises très tôt lors du développement, sous l'effet d'un signal inducteur, rapporte Vincent Colot. Elles sont ensuite transmises au fil des divisions cellulaires jusque chez l'adulte - bien longtemps après la disparition du signal inducteur." Les marques les plus stables sont ainsi les garantes de "l'identité" des cellules, la vie durant. Comme si, sur la partition d'orchestre de l'ADN du génome - commune à toutes les cellules de l'organisme -, chaque instrument - chaque type de cellule - ne jouait que la partie lui correspondant, n'activant que les gènes "tagués" par ces marques.

Un des plus beaux exemples de contrôle épigénétique chez les mammifères est "l'inactivation du chromosome X". "Ce processus a lieu chez toutes les femelles de mammifères, qui portent deux exemplaires du chromosome X, explique Edith Heard. L'inactivation d'un des deux exemplaires du X, au cours du développement précoce, permet de compenser le déséquilibre existant avec les mâles, porteurs d'un seul exemplaire du X."

Si l'inactivation du X est déficiente, l'embryon femelle meurt très précocement. Cette inactivation est déclenchée très tôt dans le développement de l'embryon, "dès le stade "4 cellules" chez la souris et un plus tard pour l'espèce humaine, puis elle est stabilisée par des processus épigénétiques tout au long de la vie", poursuit Edith Heard. Par ailleurs, son équipe vient de publier un article dans Nature mis en ligne le 11 avril, montrant que les chromosomes s'organisent en "domaines", à l'intérieur desquels les gènes peuvent être régulés de façon concertée, et sur lesquels s'ajoutent des marques épigénétiques.

Les enjeux sont aussi médicaux. Certaines "épimutations", ou variations de l'état épigénétique normal, seraient en cause dans diverses maladies humaines et dans le vieillissement. Ces épimutations se produisent par accident, mais aussi sous l'effet de facteurs environnementaux. Le rôle de ces facteurs est très activement étudié dans le développement de maladies chroniques comme le diabète de type 2, l'obésité ou les cancers, dont la prévalence explose à travers le monde.

Les perspectives sont également thérapeutiques, avec de premières applications qui voient le jour. "Les variations épigénétiques sont finalement assez plastiques. Elles peuvent être effacées par des traitements chimiques, ce qui ouvre d'immenses perspectives thérapeutiques. Cet espoir s'est déjà concrétisé par le développement de premières "épidrogues" pour traiter certains cancers", annonce Edith Heard.

Le dernier défi de l'épigénétique, et non des moindres, renvoie aux théories de l'évolution. "Alors que le génome est très figé, l'épigénome est bien plus dynamique", estime Jonathan Weitzman, directeur du Centre épigénétique et destin cellulaire (université Paris-Diderot-CNRS). "L'épigénome pourrait permettre aux individus d'explorer rapidement une adaptation à une modification de l'environnement, sans pour autant graver ce changement adaptatif dans le génome", postule le chercheur. L'environnement jouerait-il un rôle dans la genèse de ces variations adaptatives, comme le croyait Lamarck ? Reste à le démontrer. Epigénétique ou non, le destin est espiègle : le laboratoire qu'anime Jonathan Weitzman n'a-t-il pas été aléatoirement implanté... dans le bâtiment Lamarck ? Internet,

Auteur: Internet

Info: Rosier Florence, https://www.lemonde.fr/sciences/ 13 avril 2012

[ interférences ] [ mutation acquise ]