DÉCOUVERTE de l'horloge génétique qui programme la forme des êtres vivants

Pour l'embryon, une construction, étape par étape: Pendant le développement de l'embryon, tout se produit à un moment bien précis. En 48 heures, l'embryon se développera du haut vers le bas, une tranche à la fois, ce que les scientifiques appellent « the embryo's segmentation » ou segmentation de l'embryon. «Nous sommes ainsi constitués d'une trentaine de tranches horizontales», explique Denis Duboule, professeur à l'EPFL et à l'UNIGE. «Ces tranches correspondent plus ou moins au nombre de vertèbres que nous avons."

Chaque heure et demie, un nouveau segment est construit. Les gènes correspondant aux vertèbres cervicales, aux vertèbres thoraciques, aux vertèbres lombaires et au coccyx sont activés exactement au bon moment et l'un après l'autre. Le planning est suivi à la lettre. Les chercheurs suggèrent que l'ADN joue le rôle d'une sorte d'horloge génétique, mais ne comprennent pas comment.

Des gènes très spécifiques, connu comme "Hox", sont impliqués dans ce processus. Responsable de la formation des membres et de la colonne vertébrale, ils ont une particularité:« Ils sont situés exactement après l'autre sur le brin d'ADN, en quatre groupes. D'abord le cou, puis le thorax, puis les lombaires, et ainsi de suite», explique D. Duboule. «Cette disposition tout à fait unique devait inévitablement avoir son importance. »

Un processus étonnamment simple : Lors des tout débuts du développement de l'embryon, les gènes Hox sont endormis, enroulés comme une bobine de fil autour de l'ADN. Quand l'embryon commence à se former au niveau supérieur, les gènes codant pour la formation des vertèbres cervicales se détachent de la bobine et s'activent. Puis c'est au tour des vertèbres thoraciques, et ainsi de suite jusqu'au coccyx. Le brin d'ADN agit un peu comme une carte perforée d'ordinateur, avec des instructions spécifiques qui s'enchaînent progressivement. "Un nouveau gène sort toutes les 90 minutes, ce qui correspond au temps nécessaire pour la construction d'une « nouvelle couche » de l'embryon», explique l'auteur. 2 jours sont ainsi nécessaires pour que l'ensemble des gènes s'activent et que le processus de formation des différentes « couches » de l'embryon soit achevé.

C'est la première horloge mécanique jamais découverte en génétique. Elle explique pourquoi le système est si remarquablement précis. Durant de nombreuses années, l'équipe de chercheurs a analysé des milliers de bobines de gènes Hox et a réussi à compiler d'énormes quantités de données et à modéliser la structure de la bobine et son mécanisme dans le temps.

De nombreux êtres vivants, des humains à certains types de vers, des baleines bleues à certains insectes partagent cette horloge génétique. Le corps sinueux du serpent est une parfaite illustration, car les chercheurs ont découvert un défaut dans le gène Hox qui s'arrête normalement le processus de formation des vertèbres…