Remise en cause d'un dogme en biologie de la reproduction

Publié par Redbran le 26/05/2020 à 13:00
Source: CNRS INSB
La méiose est un aspect essentiel de la reproduction sexuée. Il était admis depuis presque 15 ans que l'acide rétinoïque, une molécule synthétisée à partir de la vitamine A, induisait l'entrée en méiose des cellules germinales chez les mammifères. Dans deux articles conjoints publiés le 22 mai 2020 dans la revue Science Advances, des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences...) Valrose (CNRS/Inserm/Université Côte d'Azur) et de l'IGBMC (CNRS/Inserm/Université de Strasbourg) ont démontré, chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de laboratoire, mais aussi de nombreuses...), que la méiose démarre et se déroule normalement en absence d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) rétinoïque, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives de recherches en biologie de la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et Jean-Claude Passeron paru en 1970 aux éditions de Minuit.).

Immunodétection des protéines SYCP3 (en vert) et DAZL (en rouge) dans l'ovaire embryonnaire d'une souris contrôle (à gauche) ou mutante nulle pour les gènes Aldh1a1-3 (au milieu), ou pour les gènes codant les RAR (à droite). Dans les trois situations, les cellules germinales (en rouge) sont bien en méiose, comme l'atteste la localisation de SYCP3 sur les chromosomes méiotiques (en vert).
© Anne-Amandine Chassot et Norbert B. Ghyselinck

La méiose est un processus essentiel qui permet le brassage des chromosomes et la transmission d'une information génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) unique à la descendance. À partir d'une cellule germinale diploïde (ovogonie chez la femelle (En biologie, femelle (du latin « femella », petite femme, jeune femme) est le sexe de l'organisme qui produit des ovules, dans le cadre d'une reproduction anisogamique.), spermatogonie chez le mâle), la méiose produit des gamètes haploïdes (ovocyte chez la femelle, spermatozoïde (Un spermatozoïde est une cellule haploïde sexuelle (ou gamète) produite par l'appareil reproducteur mâle de l'espèce. Les spermatozoïdes ont été décrits...) chez le mâle). La rencontre d'un ovocyte (L'ovocyte est la cellule sexuelle femelle des métazoaires. Seuls quelques-uns évolueront en ovules après maturation.) et d'un spermatozoïde unit deux génomes parentaux pour reformer une cellule diploïde, à l'origine du futur embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de l’œuf ou zygote...), ce qui marque le commencement de la génération suivante.

Chez les mammifères, les cellules présentes dans les gonades en développement (ovaire chez la femelle, testicule (Le testicule (testes) est la gonade mâle des animaux. Il a une double fonction, plus ou moins exprimée selon les périodes de la vie :) chez le mâle) fournissent un soutien architectural, nourricier et protecteur aux cellules germinales. Elles émettent aussi des signaux moléculaires qui instruisent le destin des cellules germinales. Parmi ces signaux, on trouve l'acide rétinoïque, qui permettrait de stimuler l'entrée des cellules germinales en méiose. Une étude publiée en 2011 a cependant jeté le doute quant à ce rôle de l'acide rétinoïque. Malgré cela, au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), l'idée que l'acide rétinoïque est la molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant...) qui instruit le déclenchement de la méiose a été érigée au rang ( Mathématiques En algèbre linéaire, le rang d'une famille de vecteurs est la dimension du sous-espace vectoriel engendré par cette famille. Le théorème du rang lie le rang et la dimension du noyau d'une application...) de dogme.

Pour clarifier le rôle de l'acide rétinoïque, des scientifiques niçois et strasbourgeois ont utilisé deux approches complémentaires. Dans la première, ils ont empêché la fabrication d'acide rétinoïque dans l'ovaire embryonnaire de souris. Dans la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La...), ils ont bloqué le message (La théorie de l'information fut mise au point pour déterminer mathématiquement le taux d’information transmis dans la communication d’un message par un canal de communication,...) relayé par l'acide rétinoïque en invalidant ses récepteurs. Dans les deux cas, les cellules germinales initient la méiose normalement. Mieux encore, les ovocytes dépourvus de récepteurs de l'acide rétinoïque donnent naissance, après fécondation (La fécondation, pour les êtres vivants organisés, est le stade de la reproduction sexuée consistant en une fusion des gamètes mâle...), à des souriceaux viables, preuve que leur fonctionnalité n'est pas altérée.

Ces deux études réfutent donc l'idée que l'acide rétinoïque joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à...) le rôle d'initiateur de l'entrée en méiose des cellules germinales. Elles battent en brèche ( La Brêche ou Brèche est une rivière française située dans le département de l'Oise. La brèche est une roche. La Brèche est la place...) le dogme établi et résolvent un contentieux vieux de presque 15 ans. En levant un verrou conceptuel, la découverte de ces scientifiques conduira la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) à reconsidérer ses hypothèses de travail. Elle suscitera de nouvelles pistes, à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) des véritables signaux qui contrôlent l'entrée en méiose des cellules germinales.

Bibliographie:

Retinoic Acid synthesis by ALDH1A proteins is dispensable for meiosis initiation in the mouse fetal ovary. Anne Amandine Chassot, Morgane Le Rolle, Geneviève Jolivet, Isabelle Stevant, Jean-Marie Guigonis Fabio Da Silva, Serge Nef (La nef est la partie d'une église allant du portail à la croisée du transept et qui est comprise entre les deux murs latéraux. La nef comprend le vaisseau central et les...), Eric Pailhoux, Andreas Schedl, Norbert B. Ghyselinck et Marie-Christine Chaboissier. Science Advances, 22 mai 2020. DOI: 10.1126/sciadv.aaz1261.

Meiosis occurs normally in the fetal ovary of mice lacking all retinoic acid receptors. Nadège Vernet, Diana Condrea, Chloé Mayere, Betty Féret, Muriel Klopfenstein, William Magnant, Violaine Alunni, Marius Teletin, Sirine Souali-Crespo, Serge Nef, Manuel Mark, et Norbert B. Ghyselinck. Science Advances, 22 mai 2020. DOI: 10.1126/sciadv.aaz1139.

Contacts:
- Marie-Christine Chaboissier - Chercheuse CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) - Marie-Christine.Chaboissier at unice.fr
- Anne Amandine Chassot - Chercheuse Inserm - Amandine.Chassot at unice.fr
- Norbert Ghyselinck - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent d'importantes différences...) CNRS - norbert at igbmc.fr
- Alexiane Agullo - Attachée de presse CNRS - alexiane.agullo at cnrs.fr
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