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Une clef épigénétique pour élucider des changements comportementaux

by Juanita Bawagan oct. 16 / 17

En matière de comportement, les chercheurs ont laissé derrière le débat entre « l’inné et l’acquis ».

On comprend maintenant que les gènes et l’environnement ont tous deux un rôle à jouer. Toutefois, nous comprenons mal comment ils interagissent sur le plan moléculaire pour définir le comportement.

Une nouvelle étude apporte de précieux éclaircissements sur cette relation. L’article, publié aujourd’hui dans PNAS, révèle comment l’épigénétique – des changements dans l’expression des gènes, mais pas dans l’ADN – interagit avec les gènes pour définir différents comportements alimentaires chez la drosophile. Ces recherches élucident le mécanisme moléculaire qui fait que les mouches nomades (rover) partent plus souvent à la recherche de nourriture que les mouches sédentaires (sitter). Il s’agit de la première étude du genre à démontrer un lien de causalité entre l’épigénétique, la génétique et le comportement.

« Nous disposons d’un exemple empirique qui démontre à quel point cette interaction est importante pour définir les différences entre tous les types de comportements », dit l’auteure principale Ina Anreiter. Elle ajoute que ces résultats pourraient aider les chercheurs à comprendre comment le comportement des individus diffère, qu’il s’agisse de drosophiles, de souris ou d’humains.

Anreiter est doctorante au sein du laboratoire de Marla Sokolowski, Boursière Weston de l’ICRA et professeure au département d’écologie et de biologie évolutive de l’Université de Toronto. Sokolowski est codirectrice du programme Développement du cerveau et de l’enfant de l’ICRA et étudie le « gène butineur » chez la drosophile depuis qu’elle l’a découvert dans les années 1980. Ces recherches ont été financées en partie par l’ICRA et réalisées en collaboration avec Jamie Kramer à l’Université Western.

Les chercheurs ont d’abord isolé des produits géniques et repéré lesquels jouaient un rôle clé dans la formation des différents comportements alimentaires des mouches nomades et sédentaires. G9a, un régulateur épigénétique, s’est révélé nécessaire pour l’établissement des différences entre les nomades et les sédentaires. Il interagit avec le gène butineur en laissant des marques épigénétiques, par l’ajout de groupes méthyles, sur les protéines associées à l’ADN de l’un des promoteurs du gène butineur. Les nomades étaient davantage méthylées que les sédentaires, entraînant ainsi une diminution de l’expression d’ARN à partir de ce promoteur du gène butineur. Ces résultats démontrent que la génétique différente des nomades et des sédentaires interagit avec des mécanismes épigénétiques pour réguler les différences comportementales.

An epigenetic key to unlock behaviour change

Anreiter a mené l’étude plus loin et a démontré le lien causal. Elle a influencé les transcrits d’ARN de l’un des promoteurs du gène butineur et a réussi à renverser le phénotype qui différenciait les mouches – et les sédentaires ont été transformées en nomades. Ces résultats nous permettent de mieux comprendre comment des gènes complexes avec de nombreux produits géniques agissent pour réguler le comportement. Mais dans ce cas-ci, le comportement alimentaire est régulé seulement par l’une de quatre classes de produits géniques.

Cette méthode transgénique n’a pas pu être utilisée chez l’humain qui a, par ailleurs, sa propre version d’un gène butineur. Néanmoins, les résultats nous procurent d’importantes données sur notre comportement.

« Les travaux réalisés chez l’humain ne nous ont pas vraiment permis de comprendre le mécanisme, comment les choses se produisent, mais les travaux chez la drosophile nous ont permis d’élucider la question », dit Sokolowski.

Anreiter avance que les chercheurs pourraient modéliser les comportements humains chez les drosophiles à l’aide de cette méthode, et l’utiliser pour comprendre les mécanismes qui sous-tendent les comportements.

Ces recherches découlent de discussions au sein du programme Développement du cerveau et de l’enfant avec des experts d’un vaste éventail de domaines, notamment des généticiens spécialistes des drosophiles et des cliniciens. L’étude de la conseillère Elisabeth Binder sur l’agression et les traumatismes pendant l’enfance était très intéressante. Binder a démontré que des expériences d’abus pendant l’enfance laissent des marques épigénétiques et que si l’enfant a une prédisposition génétique cela peut définir son niveau de résilience en regard de ces changements.

« Au fil des ans, l’une des grandes questions abordées par le programme Développement du cerveau et de l’enfant concerne les mécanismes associés à l’intériorisation biologique de nos expériences », dit Sokolowski.

Comme les chercheurs ont réussi à élucider le mécanisme moléculaire d’un comportement, ils disposent maintenant d’une nouvelle méthode pour en élucider encore bien d’autres.