Les organismes étroitement apparentés partagent la plupart de leurs gènes, mais ces similitudes démentent de grandes différences dans l'apparence physique, le comportement et l'intelligence.
Des scientifiques identifient un régulateur clé de la synchronisation du développement
Par exemple, nous partageons près de 99% de nos gènes avec les chimpanzés, nos plus proches parents du grand «arbre de vie». Pourtant, les différences entre les deux espèces sont indéniables. Si ce n'est pas seulement les gènes, quoi d'autre explique les disparités? Les scientifiques commencent à comprendre que la chronologie des événements qui se produisent au cours du développement joue un rôle décisif dans la définition d'un organisme, ce qui peut aider à expliquer comment les espèces évoluent sans la création de nouveaux gènes. Une équipe de scientifiques à Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) a identifié un régulateur clé de la synchronisation du développement. Dirigée par CSHL professeur adjoint Christopher Hammell, les chercheurs décrivent comment LIN-42, un gène qui se trouve dans les animaux à travers l'arbre évolutif, régit un large éventail de manifestations tout au long du développement. Une grande partie de la science se concentre sur la compréhension de la façon dont une seule fonctions des gènes dans la cellule », explique Hammell. . Mais nous apprenons que quand un gène est actif est tout aussi important que ce qu'il fait" Un organisme se développe par étapes bien définies: les nerfs et les muscles maturité avant les tissus reproducteurs, par exemple. Les étapes se déroulent de manière séquentielle, comme les mouvements d'une symphonie. Joué à la fois, ils produiraient une cacophonie de développement terrible, mais avec bon timing, une harmonie naturelle peuvent émerger. Les étapes du développement sont marquées par l'activation ou la répression d'un complément spécifique et unique de gènes, comme des notes individuelles au sein des mouvements d'une chanson. L'ordre et la durée du moment où ces gènes clés du développement (ou notes) sont actifs (ou joué) dans une cellule donnée est contrôlée par une classe de molécules appelées microARN (miARN). Un gène unique miRNA peut contrôler des centaines d'autres gènes à la fois. Si un miRNA s'éteint ces gènes spécifiques trop tôt ou trop tard, l'organisme va souffrir de graves défauts de développement. Mais on en sait peu sur la façon dont les activités de ces miARN sont réglementées. Dans un travail publié aujourd'hui dans PLoS Genetics , Hammell et son équipe décrire l'approche génétique ils utilisés pour rechercher des gènes qui contrôlent le calendrier de développement par les miARN. L'équipe utilise un petit ver rond, appelé C. elegans , comme un modèle simple pour les événements qui se produisent au cours du développement, même dans les organismes supérieurs. Ces vers ont un nombre fixe de cellules, et chaque division cellulaire est réglée précisément. "Il est le modèle parfait pour notre travail», dit Hammell. «Il nous permet de comprendre exactement comment une mutation affecte le développement, si la maturation est précoce ou retardée, en observant directement les défauts dans le calendrier de l'expression des gènes." la recherche de l'équipe a découvert le gène LIN-42 comme un régulateur essentiel de la synchronisation de développement via son rôle omniprésent dans le contrôle de miARN. "LIN-42 partage une quantité importante de similitude avec les gènes qui contrôlent les rythmes circadiens dans les organismes tels que les souris et les humains», dit Roberto Perales, PhD, l'un des principaux auteurs de l'étude. «Ce sont des gènes qui contrôlent la synchronisation de processus cellulaires sur une base quotidienne pour vous et moi. Dans le ver, ces mêmes gènes et les mécanismes de développement de contrôle, la croissance et le comportement et ce système nous fournira un levier pour comprendre comment tous ces les choses sont coordonnées. " Hammell et son équipe ont découvert que LIN-42 contrôle la répression de nombreux gènes en plus de miARN. Ils ont également découvert que les niveaux de la protéine codée par LIN-42 ont tendance à osciller au cours du développement et de former une partie d'une horloge de développement. "LIN-42 fournit à l'organisme une sorte de cadence ou de la mémoire temporelle, de sorte qu'il peut se rappeler qu'elle a complété une étape de développement avant de passer à la suivante», dit Hammell. "De cette façon, LIN-42 coordonne les niveaux optimaux de gènes nécessaires au cours du développement