Des scientifiques “induisent” des vers plats à faire pousser la tête et le cerveau d’autres espèces

Beaucoup d’entre nous savent que les informations contenues dans le génome constituent en fait un énorme ensemble d’instructions sur la manière de construire et de maintenir le corps d’un organisme, mais les scientifiques savent aussi que des facteurs externes peuvent contribuer à façonner notre nature.

Pour le prouver, des scientifiques américains ont réussi à échanger littéralement la tête d’une espèce de ver plat et à la remplacer par la tête et le cerveau d’autres espèces de ver plat, et ce sans modifier la séquence génomique du ver.

Au lieu de cela, les biologistes de l’université Tufts ont provoqué l’échange de tête en manipulant les synapses électriques du corps, ce qui montre que les connexions physiologiques internes sont elles-mêmes une sorte de facteur épigénétique capable de déterminer l’anatomie à grande échelle.

“On pense généralement que la séquence et la structure de la chromatine – le matériau qui constitue les chromosomes – déterminent la forme d’un organisme, mais ces résultats montrent que la fonction des réseaux physiologiques peut passer outre l’anatomie par défaut propre à chaque espèce”, a déclaré l’un des membres de l’équipe, Michael Levin. “En modulant la connectivité des cellules via les synapses électriques, nous avons pu dériver la morphologie de la tête et le modelage du cerveau appartenant à une espèce complètement différente à partir d’un animal au génome normal.”

Les biologistes de Tufts ont induit chez une espèce de ver plat – G. dorotocephala, en haut à gauche – la croissance de têtes et de cerveaux caractéristiques d’autres espèces de ver plat, en haut à droite, sans modifier la séquence génomique. Des exemples de résultats sont visibles dans la rangée inférieure de l’image. Crédit : Centre de biologie régénérative et développementale, École des arts et des sciences, Université Tufts.

Les vers sélectionnés pour cette expérience captivante étaient des Girardia dorotocephala, une espèce de ver plat planaire, connus pour leur extraordinaire capacité de régénération. Les chercheurs ont amené l’espèce à développer la forme de la tête et du cerveau d’autres espèces de vers plats en interrompant les jonctions lacunaires – les canaux protéiques par lesquels les cellules communiquent par des signaux électriques.

Les résultats, publiés dans l’International Journal of Molecular Sciences, auront un impact important sur notre compréhension de la manière dont les fonctions physiologiques peuvent déterminer et influencer la forme du corps, ce qui pourrait un jour nous aider à remédier à des problèmes tels que les malformations congénitales ou à induire la croissance de nouvelles structures biologiques après des blessures.

“Ce type d’information sera crucial pour les progrès de la médecine régénérative, ainsi que pour une meilleure compréhension de la biologie de l’évolution”, a déclaré Maya Emmons-Bell, une étudiante chercheuse qui a travaillé sur le projet.

Il est intéressant de noter que la facilité avec laquelle les biologistes ont réussi à faire développer à G. dorotocephala la tête d’autres espèces était liée au degré de parenté de l’espèce avec l’espèce cible sur la ligne de temps de l’évolution.

Plus étonnant encore, les changements de tête n’étaient pas permanents. Peut-être en raison des capacités de régénération inhérentes au ver plat – bien que les chercheurs n’en soient pas certains – les vers ont commencé à retrouver la morphologie de leur tête d’origine quelques semaines après avoir terminé la transformation initiale. Les biologistes ont l’intention d’étudier comment cette réversion se produit dans des recherches ultérieures.

Pour en savoir plus sur l’héritage épigénétique, lisez cet article et regardez cette vidéo :