Les mondes darwiniens

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[les mon des darwiniens]
homéotiques 2 . Un gène sélecteur est spécifiquement exprimé au cours du
développement à un moment précis et dans une région bien définie de l’embryon
dont il va influencer décisivement la destinée, comme un commutateur.
La métaphore de l’aiguillage d’un train est pertinente : le gène enclenche
l’aiguillage et le train (la région de l’embryon concernée) prend alors une direction
différente de celle qu’il aurait suivie en l’absence de l’action du gène.
Comment cette définition théorique correspond-t-elle à la façon dont fonctionne
un gène homéotique ou n’importe quel autre facteur de transcription
actif au cours du développement ? C’est une technique moléculaire mise au
point également au cours des années 1980, l’hybridation in situ, qui a permis
de mettre en évidence ces mécanismes. Cette technique utilise la propriété
des chaînes d’acides nucléiques, ADN ou ARN, de s’organiser spontanément
en une double hélice lorsque les bases qui les composent sont exactement
complémentaires. L’ADN des chromosomes est constitué d’une double chaîne
mais les molécules d’ARN messagers produites lorsque les gènes s’expriment
sont formées d’une seule chaîne, et on peut donc les détecter en utilisant une
sonde moléculaire. Ces sondes sont colorées et permettent donc de détecter
l’ARN messager d’un gène particulier dans les cellules où le gène est exprimé à
n’importe quel stade du développement. Ainsi, l’application de cette méthode
aux embryons de la mouche à l’aide de sondes moléculaires pour chacun des
gènes homéotiques a permis de révéler qu’un gène donné est exprimé (c’est-àdire
que son ARN messager et sa protéine sont présents) uniquement dans les
segments spécifiques où sa fonction est mise en jeu. Cette expression se produit
très tôt au cours du développement, au moment où les segments commencent
à apparaître (sous la forme de sillons) mais sont tous encore identiques. Chaque
ébauche de segments est formée de plusieurs centaines de cellules exprimant
toutes la même combinaison de gènes Hox qui confèrent à chaque cellule la
même information de position. Le motif spatial dessiné par l’ensemble des cellules
qui expriment un gène à un instant donné, mis en évidence par l’expérience
d’hybridation in situ, est appelé le « profil d’expression » du gène. Chaque gène
sélecteur présente un profil spécifique au cours du développement, de forme
et de taille très diverses. Les gènes sélecteurs interviennent plus ou moins tôt :
les premiers exprimés, lorsque l’embryon n’est encore qu’une petite masse
de cellules indifférenciés, présentent des profils larges définissant de grandes
régions, notamment le long de l’axe antéro-postérieur, de la face dorsale ou
2. Garcia-Bellido (1975), in Ciba Found. Symp. 29, Cell Patterning.