LEWIS EDWARD B. (1918-2004)

À la recherche de gènes de développement

En 1951, lors du symposium de Cold Spring Harbor de biologie quantitative intitulé « gènes et mutations », Ed Lewis explique de nouveau l’hypothèse de Bridges en prenant en exemple les gènes bithorax (bx), ultrabithorax (ubx) et bithoraxoid (bxd) qui, tous trois, transforment en ailes les balanciers situés sur le troisième segment du thorax de la drosophile. L’insecte diptère – qui, normalement, possède une paire d’ailes et une paire de balanciers – devient donc pourvu de quatre ailes (quadriptère). De cette manière, Lewis s’attaque au problème des rapports entre génétique et embryologie. Dans les années 1940, quand il a commencé ces travaux, le concept de programme génétique n'était pas suffisamment élaboré pour être pertinent au laboratoire. Dans sa recherche pour obtenir des mutants de développement, il s'inspire des observations de William Bateson (1861-1926) qui, à la fin du xix^e siècle, avait déjà constaté dans la nature le phénomène de modification homéotique, ou homéose : chez certains animaux, des organes bien formés apparaissent à des endroits inattendus, comme des pattes à la place d’antennes ou encore des ailes à la place de balanciers. Ed Lewis en découvre le contrôle génétique : la mouche mutante dans le gène ubx possède quatre ailes au lieu de deux. En 1978, il publie dans la revue Nature une synthèse remarquable de ses travaux. Il montre que les gènes dont les mutations affectent l'identité des segments du thorax et de l’abdomen de l'animal sont groupés en un complexe de gènes appelé Bithorax (ou BX-C). Lewis définit la règle de colinéarité : ces éléments génétiques sont disposés sur le chromosome dans le même ordre que le sont les segments qu'ils déterminent le long de l'axe antéro-postérieur de l'animal.

Toujours fidèle à l’hypothèse de Bridges, Ed Lewis propose une implication évolutive à son modèle : les gènes du complexe seraient issus, par duplications successives, d'un même gène ancêtre, ce qui sera rapidement confirmé par les études moléculaires réalisées entre autres par Antonio Garcia-Bellido (né en 1936), David Hogness (1925-2019) et Walter Gehring (1939-2014).