PROGRAMME DE DÉVELOPPEMENT D'UN ORGANISME

Modifications provoquées expérimentalement

Plutôt que d'aborder l'étude du programme génétique de développement en utilisant des mutants naturels au hasard, on peut utiliser des méthodes de génétique inverse qui consistent à modifier expérimentalement chez une souris un gène donné puis à analyser les effets de cette modification sur le développement embryonnaire. Deux types majeurs de modifications peuvent être apportés : soit on rajoute plusieurs copies surnuméraires d'un gène, baptisé transgène, dans une souris qui devient alors « transgénique », soit, au contraire, on supprime ou on mute un gène par recombinaison homologue pour créer une souris dite « nullizygote ». La première technique est surtout utilisée pour étudier la régulation de l'expression des gènes. En effet, on peut modifier ou supprimer les séquences régulatrices du transgène et voir quelles en seront les conséquences sur son expression, dans un type cellulaire donné, à un moment précis du développement. Les souris nullizygotes sont, elles, utilisées pour étudier la fonction d'un gène : à quelles étapes du développement le gène est-il nécessaire ? pour quelles cellules ? pour quelles fonctions dans ces cellules ? Aucune généralité ne peut être déduite des expériences réalisées par transgénose, les résultats différant tous d'un gène à l'autre. Par contre, de façon surprenante, dans le cas des souris nullizygotes, la suppression ou la mutation d'un gène n'a bien souvent aucun effet majeur sur le développement. Cela révèle que l'organisme est capable de compenser la perte d'un gène, pourvu que sa fonction, vraisemblablement, soit redondante. En effet, si les gènes codant les protéines n'existent qu'en une copie unique par génome haploïde, ils appartiennent généralement à une famille de gènes qui présentent des homologies de séquences et donc probablement de fonctions. Une même fonction serait donc remplie par plusieurs gènes, ce qui n'exclut pas que chacun d'eux puisse présenter certaines spécificités.

L'oncogenèse : pathologie du programme génétique

Lors de la formation et du développement d'une tumeur, les cellules acquièrent un certain nombre de propriétés qui ressemblent à celles de cellules embryonnaires jeunes : leur capacité de prolifération est accrue, elles perdent leurs caractères différenciés (on dit qu'elles sont transformées) et elles acquièrent, dans le cas des tumeurs invasives et métastasiantes, la capacité à migrer. Cet état est dû à une modification de certains gènes cellulaires, que l'on a appelés « oncogènes ». Lorsque ces gènes fonctionnent normalement, le programme de développement ainsi que le programme qui permet le maintien de l'état différencié se déroulent normalement. Lorsque au contraire un ou quelques-uns de ces gènes sont mutés ou si leur niveau d'expression se trouve modifié, alors la cellule devient tumorale.

Plus d'une centaine d'oncogènes ont aujourd'hui été identifiés, et l'on s'aperçoit qu'ils interviennent à tous les niveaux de la vie des cellules, depuis l'émission de signaux jusqu'à la régulation de l'expression des gènes. Par exemple, l'oncogène sis code un facteur de croissance (le PDGF), c'est-à-dire une protéine excrétée dans le milieu extracellulaire capable d'aller se fixer à des récepteurs spécifiques présents à la surface d'autres cellules. Comme on l'a vu, la fixation du récepteur sur le ligand enclenche une cascade de phosphorylations intracellulaires qui conduiront la cellule à se diviser. On comprend bien que si le facteur de croissance est muté ou surexprimé, la prolifération des cellules ne sera plus contrôlée normalement. D'autres oncogènes codent directement les récepteurs des facteurs[...]