une transmission épigénétique d'un caractère acquis

[canardos]

[center]La réponse à un stress peut se transmettre entre générations[/center]

LE MONDE | 13.04.07 |

Que fait une poule domestique (Gallus domesticus) soumise au stress ? Elle perd une part de ses capacités cognitives - en particulier celles qui ont trait à l'orientation. Surtout, selon des travaux de chercheurs suédois et norvégiens, publiés mercredi 11 avril dans PLoS One, elle transmet à sa descendance cette dégradation des facultés d'apprentissage. Les mécanismes qui sous-tendent ce phénomène intrigant demeurent à élucider.


Christina Lindqvist (université Linköping, Suède) et ses coauteurs ont soumis un groupe de gallinacés à des alternances imprévisibles et irrégulières entre lumière et obscurité. Un groupe témoin a été soumis aux mêmes conditions de claustration, mais dans une situation de stress moindre, avec des phases de douze heures de lumière succédant à douze heures d'obscurité. Conséquence : les animaux stressés sont moins performants que les autres pour trouver leur nourriture au terme d'un parcours complexe mis au point par les chercheurs.

La réponse au stress est aussi physiologique. Prélevées, l'hypophyse et l'hypothalamus - deux organes qui contrôlent la production d'hormones - des oiseaux ont montré des différences importantes entre les animaux témoins et les autres. Pas moins de 31 gènes sont ainsi sur-exprimés ou sous-exprimés (c'est-à-dire plus ou moins actifs) chez les bêtes soumises au stress. Autant de divergences que les scientifiques retrouvent, dans une certaine mesure, dans la descendance des volatiles. Et ce, bien que celle-ci n'ait eu aucun contact avec ses génitrices et qu'elle ait grandi dans un environnement "non stressant". En sus, des conséquences collatérales ont été notées, comme une croissance plus rapide chez les rejetons des poules stressées...

Encore largement méconnus, les mécanismes biologiques qui permettent la transmission de la réponse à un stress sont, selon toute vraisemblance, de nature épigénétique. Aucune mutation génétique n'est alors enregistrée : c'est l'intensité de leur expression qui est altérée.

Ces travaux font écho à ceux de chercheurs américains, publiés le 26 mars dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) et portant, cette fois, sur la réponse de mammifères à un stress de nature chimique. Cette étude suggère que des rats dont l'un des arrière-grands-pères a été exposé à la vinclozoline (un fongicide) ont un succès reproductif inférieur à ceux dont aucun ascendant n'est entré en contact avec ce produit, interdit depuis peu en Europe. Là encore, la transmission à la descendance d'un caractère acquis en réponse à un stress s'effectue sans mutations.

Ces découvertes pourraient permettre d'expliquer l'adaptation rapide d'une espèce à un milieu. Elles pourraient justifier l'instauration d'études toxicologiques transgénérationelles.

Stéphane Foucart

[shadoko]

Si c'est confirmé, cela me paraît assez important comme découverte. Ça va sûrement rouvrir le vieux débat sur Lamarck et la transmission des caractères acquis, si je comprends bien ce qui est en jeu.

J'ai un doute sur la dernière phrase. De quelles types d'études s'agit-il?

[canardos]

en fait on avait deja parlé de ce probleme de transmission épigénétique dans ce fil:

lamarck avait tort.... , ...mais pas totalement!

en gros, differentes raisons, stress, toxines, etc ont une action durable sur un organisme dans lequel se developpe un embryon.

l'organisme perturbé envoie des signaux chimiques à l'embryon qui sousactivent ou suractivent l'expression de certains genes et ont donc une influence sur le developpement embryonnaire.

l'adulte issu de cet embryon va donc avoir des genes qui s'exprimeront differemment y compris des genes dont l'expression a une influence sur le developpement de ses propres embryons.

donc certains caracteres non génétiquement codés peuvent se transmettre sur plusieurs générations.

mais ces caracteres se transmettent uniquement par les femelles et disparaissent progressivement....

donc cela ne remet pas en cause la théorie de l'évolution de Darwin....

[shadoko]

J'ai jeté un oeil rapide à l'article scientifique dont il est question dans l'article du monde. Les auteurs semblent beaucoup moins affirmatifs que toi sur la manière dont les choses se passent.

Est-ce que tu te souviens où tu as vu ces quatre choses-là:

l'organisme perturbé envoie des signaux chimiques à l'embryon qui sousactivent ou suractivent l'expression de certains genes et ont donc une influence sur le developpement embryonnaire.

l'adulte issu de cet embryon va donc avoir des genes qui s'exprimeront differemment y compris des genes dont l'expression a une influence sur le developpement de ses propres embryons.

donc certains caracteres non génétiquement codés peuvent se transmettre sur plusieurs générations.

mais ces caracteres se transmettent uniquement par les femelles et disparaissent progressivement....

[canardos]

c'est surtout la notion de transmission épigénétique (voir wikipedia) qui évoque ce processus encore mal connu

[shadoko]

J'ai vu wikipedia. Mais c'est surtout là-dessus que j'aimerais avoir une source:

l'adulte issu de cet embryon va donc avoir des genes qui s'exprimeront differemment y compris des genes dont l'expression a une influence sur le developpement de ses propres embryons.

et sur ça:

mais ces caracteres se transmettent uniquement par les femelles

et finallement sur:

et disparaissent progressivement....

[canardos]

sur les deux premiers points cela est évoqué dans le fil "lamarck avait tort"

Les chercheurs ont utilisé des souris génétiquement modifiées dont le pelage est clair, grâce à la surexpression d’un gène. Or, en donnant certains nutriments, comme du zinc ou de la vitamine B12, à des souris enceintes, les chercheurs ont réduit ce gène au silence et obtenu des rejetons au pelage foncé. Plus étonnant, certaines de ces souris au poil brun -qui ont ensuite été nourries normalement- ont elles aussi donné naissance à des rejetons foncés.

Cela démontrerait donc que des facteurs qui influencent l’expression d’un gène, sans modifier le gène lui-même, sont transmissibles au moins sur deux générations. En l’occurrence, les nutriments comme le zinc ou la B12 influent sur la méthylation de l’ADN, un mécanisme épigénétique qui permet d’inactiver un gène.

sur le dernier point comme ce mécanisme épigénétique ne joue que sur le developpement d'embryon porté par la souris femelle, la moitié de la descendance, à savoir les rejetons des males, n'est pas affectée...donc progressivement le caractere doit disparaitre

[shadoko]

En fait, je pense qu'on se comprend mal. Je ne parle pas des spéculations qu'on a pu faire ici sur comment ça "doit" se passer mais plutôt de ce qui a vraiment été observé.

La disparition du caractère, c'est observé, par exemple? Parce que c'est tout de même intrigant que ça se transmette sur "au moins deux générations".

L'explication que tu avances sur l'autre fil et ici comme quoi

l'adulte issu de cet embryon va donc avoir des genes qui s'exprimeront differemment y compris des genes dont l'expression a une influence sur le developpement de ses propres embryons.

c'est toi qui penses ça, ou c'est une hypothèse que tu as lue quelque part, ou encore qui a été mesurée d'une manière ou d'une autre?

[canardos]

je me fonde sur ça:

Cela démontrerait donc que des facteurs qui influencent l’expression d’un gène, sans modifier le gène lui-même, sont transmissibles au moins sur deux générations. En l’occurrence, les nutriments comme le zinc ou la B12 influent sur la méthylation de l’ADN, un mécanisme épigénétique qui permet d’inactiver un gène.

maintenant si j'ai bien compris, et ont comprend encore mal comment le zinc ou la B12 administrés à une génération et pas à la suivante peuvent continuer à influencer l'expression de genes. Pour cela il faudrait mieux comprendre la cascade d'evenements et de signaux chimiques qui influe cette expression.

ce qu'on peut penser c'est que dans la souris de deuxieme génération, cette expression génétique continue à etre modifiée et que le zinc ne peut plus etre mis en cause,

c'est donc que c'est le developpement épigénétique de la deuxieme génération qui a un impact sur le developpement epigénetique de la troisieme, et ainsi de suite...

reste bien sur à comprendre comment, quels osnt les facteurs épigénétiques qui subsistent et qui continue à modifier l'expression des gènes.

pour le moment on constate simplement que des facteurs épigénétiques perdurent sur plusieurs générations mais on ne sait pas expliquer comment.

comme disent les auteurs de l'article de PLOS ONe sur le poulet:

Significance
Our results suggest that, in WL the gene expression response to stress, as well as some behavioural stress responses, were transmitted across generations. The ability to transmit epigenetic information and behaviour modifications between generations may therefore have been favoured by domestication. The mechanisms involved remain to be investigated; epigenetic modifications could either have been inherited or acquired de novo in the specific egg environment. In both cases, this would offer a novel explanation to rapid evolutionary adaptation of a population.

[canardos]

les auteurs de l'article évoquent cette hypothese:

There are at least two possible mechanisms for the phenomenon suggested by our data.

Firstly, altered epigenetic marking of specific genes resulting from chronic stress may have been transmitted directly to the offspring. This would require that the epigenetic markings were not erased at meiosis. As has been pointed out recently, there are a number of documented cases in vertebrates where such epigenetic marking (epialleles) is preserved across generations, leading to so-called “soft inheritance” of acquired traits.

Secondly, the epigenetic marking may have been acquired de novo in the egg, for example through the actions of stress-related steroid hormones deposited by the mother. The mechanisms whereby this could create a correlation between the DE in the two generations is not known.

cela dit, si la jeune poule est durablement stressée à son tour, il va à son tour produire des stéroides liées au stress qui auront à leur tour le meme effet épigénététique sur sa descendance