Les chercheurs ont identifié les gènes qui sont activés ou désactivés lorsque ces mouches se reproduisent sans père. Crédit : José Casal et Peter Lawrence
Les chercheurs ont réussi à induire une reproduction asexuée chez la mouche des fruits Drosophila melanogaster, un organisme qui se reproduit généralement sexuellement.
Pour la première fois, des scientifiques ont induit une reproduction asexuée chez un animal qui se reproduit habituellement sexuellement : la mouche des fruits. Drosophile melanogaster. Une fois induite, la capacité se transmet de génération en génération : la progéniture peut se reproduire de manière sexuée ou asexuée.
Un article décrivant la recherche a été récemment publié dans la revue Biologie actuelle. L’auteur principal de l’étude est David Glover, professeur-chercheur en biologie et en génie biologique au California Institute of Technology (Caltech). La recherche a été réalisée par Alexis Sperling, ancien chercheur postdoctoral au laboratoire Glover de l’Université de Cambridge et visiteur de courte durée à Caltech, ainsi que par des collaborateurs de l’Université du Tennessee.
Imagerie des chromosomes d’une mouche Drosophila melanogaster (l’organisme modèle de laboratoire couramment utilisé) lors de la reproduction sexuelle (en haut) et parthénogénétique (en bas). Crédit : Avec l’aimable autorisation de D. Glover
Comprendre la parthénogenèse
Pour la plupart des animaux, la reproduction est sexuée, c’est-à-dire que l’ovule d’une femelle est fécondé par le sperme d’un mâle. La parthénogenèse, un type de reproduction asexuée, est le processus par lequel un ovule se transforme en embryon sans fécondation par un spermatozoïde ; un mâle n’est pas nécessaire. Bien que les descendants ne soient pas des clones exacts de leur mère, ils sont génétiquement très similaires et toujours de sexe féminin.
Certain espèces des mouches, des criquets et des poulets ont en fait la capacité de basculer entre la reproduction sexuée et la parthénogenèse. Le passage à la reproduction asexuée peut être une stratégie de survie pour maintenir l’espèce en vie s’il n’y a pas de mâles dans les environs.
Modification génétique de la drosophile
Bien que la mouche commune des fruits de laboratoire Drosophile melanogaster ne se reproduit généralement pas de manière asexuée, une espèce lointaine appelée Drosophile mercatorum qui se reproduit sur des cactus a en fait la capacité de se reproduire via la parthénogenèse. Dirigée par Alexis Sperling, chercheur postdoctoral à Cambridge, l’équipe a étudié D. mercatorumet identifié les gènes sous-jacents à la parthénogenèse. Ils ont ensuite modifié les gènes correspondants D. melanogaster; les mouches de laboratoire ont alors acquis la capacité de se reproduire de manière asexuée.
« C’était vraiment stupéfiant pour nous de découvrir comment le déclenchement d’un petit nombre de commutateurs génétiques permettrait Drosophile melanogaster les mouches des fruits pour générer une progéniture viable et fertile, tout comme les vierges de leurs lointaines Drosophile mercatorum les cousins, » dit Glover. « Il sera important de comprendre la généralité de cette capacité, puisque de nombreux ravageurs des cultures sont capables de se reproduire de manière asexuée. À l’heure actuelle, nous aimerions comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent ce processus cellulaire chez Drosophile melanogaster.»
Pour en savoir plus sur cette percée, voir Découverte du secret génétique de la naissance vierge.
Thomas Hunt Morgan, qui a été le premier à développer D. melanogaster en système modèle à Caltech dans les années 1930. Crédit : Avec l’aimable autorisation des archives Caltech
Aujourd’hui des animaux de laboratoire courants dans le monde entier, Drosophile melanogaster ont été développés pour la première fois comme organismes modèles à Caltech dans les années 1930 par le lauréat du prix Nobel Thomas Hunt Morgan. Morgan est arrivé à Caltech en 1928 pour créer ce qui est aujourd’hui la Division de biologie et de génie biologique de Caltech.
Sperling est le premier auteur de l’étude. Outre Sperling et Glover, les co-auteurs sont Daniel Fabian de l’Université de Cambridge et Erik Garrison de l’Université du Tennessee. Le financement a été assuré par le Instituts nationaux de la santéla subvention de projet de recherche Leverhulme Trust et le fonds de soutien stratégique institutionnel Wellcome Trust.
