Des chercheurs découvrent une protéine qui ajuste l’activité des gènes pour correspondre aux niveaux de nutriments dans les vers ronds

Transformer un ovule fécondé en un adulte pleinement fonctionnel est une tâche compliquée. Les cellules doivent se diviser, bouger et mûrir à des moments précis. Les gènes du développement contrôlent ce processus, s’activant et s’éteignant de manière chorégraphiée.

Cependant, l’environnement influence le développement. Une équipe de chercheurs dirigée par Christopher Hammell, professeur agrégé du Cold Spring Harbor Laboratory, a rapporté le 22 décembre 2020 dans le journal Biologie actuelle comment l’activité des gènes correspond aux niveaux de nutriments.

Ils ont découvert qu’un interrupteur principal pour le développement des vers était utilisé pour interrompre la croissance lorsque les nutriments étaient rares. Lorsque l’environnement s’améliore, les animaux continuent à se développer. Le commutateur ajuste l’activité des gènes pour correspondre aux niveaux de nutriments.

Caenorhabditis elegans est un petit ver rond. Dans un laboratoire, ce ver se développe d’un embryon à un adulte de 959 cellules en environ trois jours. Hammell dit:

Cela se produit toujours de la même manière. Vous obtenez toujours 959 cellules, et les schémas de ces divisions qui vous donnent ces cellules se font toujours de la même manière entre un animal et le suivant. « 

Christopher Hammell, Professeur agrégé, Cold Spring Harbor Laboratory

Les gènes qui dirigent ce programme flexible s’allument et s’éteignent selon des schémas prévisibles à mesure qu’un embryon se transforme à travers plusieurs stades larvaires en un ver complètement formé.

Dans la nature, le développement des vers ne peut pas toujours dépendre de températures confortables et d’une nourriture abondante. Parfois, le développement doit s’arrêter jusqu’à ce que les conditions s’améliorent. L’équipe de Hammell a découvert une protéine appelée BLMP-1 qui ajuste l’activité génique (transcription) pour suivre le rythme du développement.

Lorsque les conditions sont bonnes, les niveaux de BLMP-1 augmentent et démêlent des segments d’ADN, de sorte que les gènes sont plus accessibles. Les activateurs activent alors les gènes au bon moment.

« Il s’agit d’un mécanisme d’anticipation pour dire » tout va bien, rendre le développement aussi robuste que possible «  », explique Hammell. Si les conditions ne sont pas optimales, les niveaux de BLMP-1 diminuent, laissant les gènes serrés, ralentissant voire arrêtant le développement.

Les expériences de l’équipe ont révélé que BLMP-1 était un régulateur principal de milliers de gènes qui s’allument et s’éteignent pendant le développement. Hammell dit que c’était une surprise puisque son équipe avait initialement entrepris d’étudier ce processus dans une poignée de gènes de développement. BLMP-1 est unique en ce qu’il coordonne de nombreux types de processus.

Hammell n’est pas le premier chercheur à attirer l’attention sur BLMP-1. Un gène analogue est connu pour être hyperactif dans certains cancers du sang humain, où il modifie l’activité d’un grand ensemble de gènes. Hammell espère que BLMP-1 dans C. elegans fournira un système modèle pour étudier les maladies humaines.