Les mondes darwiniens

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[gu i llau m e b a l av o i n e / la génétiqu e du développement c o m pa r é e et son apport à la t héo r i e de l’évolution]
fragments d’ADN était encore un tour de force au milieu des années 1970
mais les techniques ont considérablement progressé et depuis le milieu des
années 2000, certains laboratoires disposent désormais de séquenceurs capables
d’analyser plusieurs milliards de nucléotides par jour. Combiné à l’accroissement
des capacités de mémoire et de calcul des ordinateurs, le séquençage
des gènes devient donc aujourd’hui un jeu d’enfant (de famille aisée toutefois).
À l’origine, ce sont des gènes sans rapport direct avec le développement qui
ont été séquencés, mais très vite des généticiens du développement se sont
lancés dans l’application des nouvelles techniques aux mutants particuliers
qu’ils avaient étudiés depuis parfois des décennies. Quel pouvait être la nature
de ces gènes agissant au cours de l’embryogenèse et qui déterminent la forme
des organismes ? Constituent-ils une classe particulière de gènes parmi les
milliers présents sur les chromosomes ?
Remarquablement, ce sont encore la drosophile et ses mutations qui ont
permis de faire un bond qualitatif considérable sur ces questions et de préciser
la notion de gène régulateur du développement ou simplement « gène
du développement ». Le généticien américain Edward Lewis (1918-2004), prix
Nobel en 1995, a joué un rôle crucial dans cette entreprise. Lewis a étudié les
gènes homéotiques de la drosophile pendant une grande partie de sa carrière.
Le corps d’une mouche est constitué d’une tête, d’un thorax composé
de trois segments portant chacun une paire de pattes, et de huit segments
abdominaux. Tous ces segments ont une anatomie différente et spécifique.
Les mutations des gènes homéotiques provoquent chez la drosophile un changement
d’identité de certains segments spécifiques du corps, qui prennent
l’apparence d’autres segments. Les segments affectés sont toujours les mêmes
pour un gène donné (figure 1 Þ). Lewis a spécifiquement étudié une série
de mutants homéotiques produisant des transformations complémentaires
tout le long du thorax et de l’abdomen des mouches. Au moyen de croisements
entre les différentes souches mutantes, il a patiemment déterminé la
position de ces gènes sur les chromosomes. Dans une publication clé (Lewis
1978), il est arrivé à deux conclusions importantes. (i) Les gènes homéotiques
sont organisés en complexes sur le chromosome, c’est-à-dire qu’ils sont tous
regroupés à proximité immédiate les uns des autres sur la molécule d’ADN
linéaire d’un seul chromosome. Lewis lui donna le nom de complexe Bithorax,
du nom du plus spectaculaire mutant étudié. Par la suite, d’autres chercheurs
établirent que d’autres gènes homéotiques de la drosophile, responsables,
eux, de mutations dans la partie la plus antérieure du corps (tête et thorax),