Des capacités de régénération variées dans le règne animal
Dans le règne animal, plusieurs espèces possèdent l’incroyable capacité de régénérer des parties de leur corps après des blessures. Par exemple, certains lézards peuvent faire repousser leur queue, tandis que les salamandres peuvent régénérer leurs bras et leurs jambes. D’autres espèces comme certains vers plats peuvent même reconstituer l’intégralité de leur tête. En revanche, les humains ne partagent pas cette aptitude à la régénération. Pourquoi en est-il ainsi ?
Une analyse des gènes à l’origine de la régénération
Pour répondre à cette question, les chercheurs se doivent d’explorer l’histoire évolutive de la régénération. Cette capacité serait-elle une caractéristique ancestrale partagée par nos ancêtres animaux, que de nombreuses espèces auraient perdue au fil du temps ? Ou bien la régénération aurait-elle évolué de manière indépendante dans différentes espèces, de manière similaire à l’évolution du vol chez les insectes et les oiseaux ?
Une nouvelle étude s’intéresse aux génomes de cinq espèces animales différentes : l’axolotl, le poisson zèbre, les anémones de mer, les éponges marines et les concombres de mer. Toutes ces espèces présentent la faculté de régénération, bien qu’elles soient évolutivement distinctes. Étonnamment, ces créatures marines ne sont pas très étroitement liées.
Les limites des études sur l’expression génétique
En utilisant une technique courante appelée RNA-seq, les chercheurs ont analysé des ensembles de données accessibles au public capturant des instantanés de l’activité des gènes, ou expression, dans des échantillons de tissus en régénération. Cependant, ils ont constaté que ces instantanés n’étaient pas suffisants pour déterminer l’existence de gènes partagés liés à la régénération. Bien que certains gènes étaient communs, ils étaient liés à des processus cellulaires basiques, tels que la division cellulaire.
Cette recherche a été publiée dans le journal Genome Biology and Evolution.
Des découvertes prometteuses mais complexes
Des biologistes ont précédemment identifié des gènes clés pour la régénération, notamment dans la famille des gènes Wnt. Néanmoins, chaque espèce étudiée utilisait des combinaisons légèrement différentes de ces gènes, rendant impossible l’identification d’un ensemble commun de gènes Wnt qui pourrait indiquer un ancêtre régénérateur commun.
Selon les chercheurs, cette étude souligne le besoin d’une compréhension approfondie des processus évolutifs complexes qui sous-tendent la régénération. David Gold, auteur principal de l’étude et ancien chercheur postdoctoral à Caltech, affirme : « L’RNA-seq à lui seul n’est pas suffisant pour identifier des processus conservés chez des espèces éloignées. La régénération pourrait être un processus conservé à d’autres niveaux, comme celui cellulaire, plutôt qu’à un niveau génétique. Pour réellement déterminer s’il y a quelque chose d’ancien et de conservé chez ces organismes, il faudra des études soignées en biologie du développement pour comprendre le rôle précis de chaque gène dans la régénération. »
Collaborations fructueuses
Cette recherche a été réalisée en collaboration entre les laboratoires de Caltech dirigés par Lior Pachter, professeur de biologie computationnelle, et Lea Goentoro, professeur de biologie, ainsi que le laboratoire de Gold à l’Université de Californie à Davis. Noémie Sierra de l’UC Davis est l’auteure principale de cette étude, avec la contribution de Pachter, Goentoro et Gold, ainsi que d’anciens étudiants diplômés de Caltech, Lynn Yi et Noah Olsman.
Pour en savoir plus, consultez l’article de recherche : Noémie C Sierra et al., « A Novel Approach to Comparative RNA-Seq Does Not Support a Conserved Set of Orthologs Underlying Animal Regeneration », publié dans Genome Biology and Evolution (2024).