Comment se synchronise le développement de chaque organe avec le développement général du reste du corps ? Cette équipe de recherche de l’Instituto Gulbenkian de Ciência (Portugal) nous décrit ici une coordination discrète –par opposition à continue- centrée sur certaines étapes du développement. En décryptant comment s’orchestre le développement des ailes chez la mouche drosophile, l’étude montre un développement non synchrone de manière continue avec le développement de l’organisme mais réajusté lors d’étapes de développement bien précises. Cette étude, publiée dans la revue PLoS Genetics permet d’expliquer comment un organisme face à des perturbations environnementales et physiologiques conserve sa capacité à développer ses organes et ses tissus en toute proportionnalité.
Des processus de développement rigoureux et complexes permettent de garantir un développement cohérent et harmonieux des organes et des tissus, même en cas de perturbations environnementales ou physiologiques. Quelque part ces processus doivent être synchronisés, et intégrés dans la dynamique générale de développement de l’organisme, afin de respecter les fonctionnalités et la proportionnalité nécessaire à l’issue du développement.
Le chercheur Christen Mirth de l’Institut Gulbenkian et son équipe se sont donc penchés sur la question, en prenant pour modèle de leurs recherches, la mouche Drosophila melanogaster. Sa période de développement comprend 3 mues larvaires, une étape où les larves se mettent à la recherche d’un site pour commencer leur métamorphose. C’est la nymphose. L’équipe a donc regardé comment le développement des ailes est coordonné avec l’ensemble du développement de l’ensemble du corps.
Les chercheurs ont d’abord analysé l’expression de 6 gènes impliqués dans le développement des ailes dans des conditions normales de croissance, c’est à dire à une température de 25º C, et ont généré un scénario de développement standard. Ensuite, les chercheurs ont regardé comment la température pouvait affecter ce développement et analysé les taux de développement de l’aile par rapport à ceux de l’ensemble du corps.
2 étapes de convergence :
· L’équipe constate ainsi que le développement des ailes est plus lent à 29° C, vs 25° C ou même 18° C. En revanche, ce retard de développement se rattrape ensuite vers le stade de nymphose. Cela suggère une certaine variabilité dans le développement mais avec une convergence au moment de la nymphose.
· Lorsque les chercheurs modifient la physiologie des larves en agissant sur hormone qui régule les différentes étapes du développement, ils constatent à nouveau que les ailes se développent plus lentement au début, mais accélèrent ensuite leur développement pour aboutir à la même convergence à la fin du développement.
En conclusion, déjà chez la mouche à fruits, le développement des ailes s’aligne avec le développement global à certaines étapes bien précises, ici la mue et la nymphose.
C’est donc un nouveau paradigme qui est proposé ici dans la vision de la coordination du développement des organes au cours du développement général. Une coordination discrète –par opposition à continue- centrée sur certaines étapes du développement. Des étapes qui ne sont pas « là pour rien », concluent les auteurs, qui vont maintenant décrypter les processus spécifiques à ces pauses de convergence.
Source: PLoS Genetics doi/pgen.1004408 Coordination of wing and whole body development at developmental milestones ensures robustness against environmental and physiological perturbations
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