Marie Rousseau Sans la pandémie de COVID-19, une découverte importante sur le développement des nématodes – vers cylindriques allongés – n’aurait peut-être pas été faite.
La plupart des cours et des réunions dans les universités et les écoles ayant été mis en ligne en 2020-2021, une équipe de recherche mari et femme de l’Université de Californie à Riverside a finalement trouvé le temps d’explorer une issue sur laquelle elle réfléchissait depuis longtemps. :, Caenorhabditis elegans, fabriquent-ils leur intestin, étant donné que les gènes responsables de la spécification de l’intestin chez C. elegans sont absents chez les autres nématodes ?
“La pandémie nous a laissé un peu de temps pour réfléchir aux recherches que nous aimerions poursuivre lorsque la pandémie s’est calmée”, a déclaré Morris Maduro, professeur de biologie moléculaire, cellulaire et systémique et auteur correspondant de l’étude publiée dans Advancement. une revue. “Heureusement, une expérience que nous avons menée a généré un résultat surprenant. elegans. Une espèce ancestrale de C. elegans semble avoir dupliqué et étendu ce plus very simple réseau de gènes pour en faire un furthermore compliqué, et ce réseau compliqué est celui que nous avons étudié tout ce temps chez C. elegans. »
C. elegans est l’un des organismes modèles les in addition largement utilisés dans toutes les disciplines biologiques, en particulier pour étudier comment les gènes orchestrent le développement. D’environ un millimètre de extensive, C. elegans vit comme un charognard dans le sol, où il se nourrit de microbes, tels que des bactéries, trouvés sur des aliments pourris. Ce n’est ni un parasite humain ni végétal et n’infecte ni ne nuit à aucun organisme connu des scientifiques.
Maduro, actuellement président du Département de biologie moléculaire, cellulaire et systémique, étudie C. elegans et d’autres nématodes depuis as well as de deux décennies. Il a expliqué que les nématodes ont une anatomie uncomplicated. Le système digestif est un organe exceptional, l’intestin, et chez C. elegans, il est constitué des descendants d’une seule cellule de l’embryon précoce.
a déclaré Maduro.
En utilisant C. elegans, le laboratoire de Maduro a longtemps étudié comment les facteurs de transcription, qui sont des protéines qui activent l’expression des gènes, fonctionnent dans les embryons animaux précoces.
qui sont importants en biologie non seulement pour le développement des plantes et des animaux, mais aussi pour la façon dont les organismes réagissent aux changements de leur environnement, et même remark les cellules cancéreuses modifient leurs propriétés dans les tumeurs”, a déclaré Maduro. a dit.
Il a expliqué que les protéines des organismes vivants peuvent être considérées comme faisant partie d’une boîte à outils génétique.
“Imaginez une boîte à outils avec des outils tels que des marteaux, des tournevis et des perceuses”, a-t-il déclaré. “Vous pouvez utiliser les mêmes outils pour fabriquer une étagère ou construire une maison. Bien qu’une étagère semble différente d’une maison, elles peuvent être construites avec la même boîte à outils. De même, les formes de vie trouvent différentes façons d’utiliser les protéines, les outils génétiques qui sont les produits des gènes. Au fil du temps, cependant, différents gènes sont activés pour amener les cellules à remplir certaines fonctions chez un animal ou une plante. Les réseaux de gènes qui en résultent impliquent différentes façons d’utiliser les mêmes kinds de facteurs de transcription.
Maduro et sa femme, Gina Broitman-Maduro, ont découvert que les gènes qu’ils avaient étudiés pendant de nombreuses années chez C. elegans qui spécifiaient l’intestin manquaient dans la plupart des autres nématodes, les laissant se demander comment l’intestin est fabriqué dans ces nématodes.
“Fin 2021, alors que la pandémie s’atténuait, nous avons décidé d’examiner un mum or dad éloigné de C. elegans. angaria, pour voir si nous pouvions comprendre comment il fabrique son intestin”, a déclaré Maduro. “C’était une expérience de longue haleine car or truck nous ne nous attendions pas à le comprendre. Cependant, en quelques mois, nous avons découvert que les nombreux facteurs GATA chez C. elegans n’étaient qu’un seul facteur chez C. angaria. Ce seul facteur, ELT-3, existe réellement chez C. elegans mais il n’a pas la même fonction.”
Chez C. elegans, le facteur ELT-3 est connu pour être impliqué dans les réponses au pressure et sa fonction est remplacée par la fonction de deux autres gènes, Stop-1 et Finish-3. Tout comme chez C. angaria lorsque ELT-3 est supprimé, l’intestin de C. elegans ne peut pas se previous lorsque Finish-1 et End-3 sont manquants.
“Essentiellement, nous examinons un système biologique qui preserve un réseau as well as very simple d’une époque antérieure de l’évolution – probablement il y a 20 à 50 millions d’années – et nous pouvons le comparer à une model additionally complexe qui en a évolué”, a déclaré Maduro.. “En regardant à l’intérieur des cellules, nous pouvons comprendre comment la machinerie du développement a changé au fil du temps. C’est comme si nous avions une device à remonter le temps pour regarder les ancêtres de C. et offrent une opportunité extraordinaire de comprendre remark la mother nature trouve différentes façons d’arriver au même issue last. »
Pour s’assurer qu’ils étaient sur la bonne voie, Maduro et Broitman-Maduro ont pu forcer la protéine C. angaria ELT-3 à s’exprimer au bon second et au bon endroit chez C. elegans. Ils ont montré qu’il pouvait spécifier l’intestin.
“Quand les gens pensent aux gènes subissant des changements au cours de l’évolution, ils pensent à une plante ou à un animal faisant quelque chose de différent. ou peut faire quelque chose qu’une autre espèce ne peut pas, comme résister à certains brokers pathogènes ou se développer dans des problems environnementales additionally difficiles », a déclaré Broitman-Maduro, premier auteur du doc de recherche et spécialiste associé au laboratoire Maduro. “Ici, le changement de réseau de gènes ne semble pas faire quoi que ce soit de fondamentalement différent : l’anatomie et le développement de l’espèce éloignée, C. angaria, sont presque impossibles à distinguer de C. elegans.”
Une issue que Maduro et Broitman-Maduro étudient actuellement est de savoir pourquoi. C. elegans aurait besoin d’un réseau de gènes additionally compliqué pour spécifier l’intestin.
“L’une de nos idées est que le nouveau réseau permet à C. et nous essayons d’examiner cette idée as well as en détail”, a déclaré Maduro. “Maintenant que nous savons ce qui spécifie l’intestin de ces nématodes éloignés, nous prévoyons d’étudier si ce mécanisme est encore moreover largement conservé en examinant une espèce moreover éloignée, Pristionchus pacificus.”
Maduro et Broitman-Maduro ont été rejoints dans la recherche par Simo Sunshine et Taisei Kikuchi de l’Université de Tokyo. qui ont fourni une séquence génomique mise à jour pour C. angaria utilisée dans l’étude.
