Montréal, le 5 octobre 2016. Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi nos mains disposaient dexactement cinq doigts ? Léquipe de la Dre Marie Kmita, oui. Le laboratoire de lInstitut de recherches cliniques de Montréal et de lUniversité de Montréal a permis de révéler une partie de ce mystère et sa remarquable découverte vient dêtre publiée dans la prestigieuse revue Nature.
Une question dévolution
On sait depuis plusieurs années que les membres des vertébrés, incluant nos bras et nos jambes, ont comme ancêtres les nageoires des poissons. Lévolution qui a conduit à lapparition des membres, et tout particulièrement lapparition des doigts chez les vertébrés, reflète un changement du corps associé à un changement dhabitat, la transition du milieu aquatique au milieu terrestre. Comment cette évolution sest produite est une fascinante question qui remonte aux travaux de Charles Darwin.
En août dernier, des chercheurs de Chicago ont démontré que deux gènes Hoxa13 et Hoxd13 sont responsables de la formation des rayons des nageoires et de nos doigts. « Ce résultat est très excitant, car il établit clairement un lien moléculaire entre les rayons des nageoires et les doigts », dit Yacine Kherdjemil, étudiant au doctorat dans le laboratoire de Marie Kmita et premier auteur de larticle paru dans Nature.
Cependant, la transition de la nageoire au membre ne sest pas faite dun coup. Lanalyse des fossiles nous indique que nos ancêtres étaient polydactyles, cest-à-dire quils avaient un nombre de doigts supérieurs à cinq, et soulève donc une autre question clé. Par quel mécanisme lévolution a-t-elle favorisé la pentadactylie (cinq doigts) chez les espèces actuelles?
Une observation a particulièrement retenu lattention de léquipe de la Dre Kmita : « Au cours du développement, chez la souris comme chez lhomme, les gènes Hoxa11 et Hoxa13 sont activés dans des domaines séparés du bourgeon de membre, alors que, chez le poisson, ces gènes sont activés dans des domaines chevauchant la nageoire en développement », mentionne Marie Kmita, directrice de lunité de recherche en génétique et développement de lInstitut de recherches cliniques de Montréal (IRCM) et professeure-chercheuse à la Faculté de médecine de lUniversité de Montréal.
En essayant de comprendre la signification de cette différence, Yacine Kherdjemil a démontré que, en reproduisant lactivité de type poisson (chevauchant) pour le gène Hoxa11, les souris développent jusquà sept doigts par patte, cest-à-dire un retour au statut ancestral. Léquipe de la Dre Marie Kmita a également découvert la séquence dADN responsable de la transition de lactivité du gène Hoxa11 de type poisson et souris. « Cela signifie que ce changement morphologique majeur ne sest sans doute pas fait par lacquisition de nouveaux gènes, mais simplement par la modification de leurs activités », ajoute la Dre Marie Kmita.
Dun point de vue clinique, cette découverte renforce la notion que des malformations au cours du développement du ftus ne sont pas seulement dues à des mutations dans les gènes et peuvent provenir de mutations dans les séquences dADN quon appelle séquences régulatrices. « À lheure actuelle, les contraintes techniques ne permettent pas lidentification de ce type de mutation directement chez les patients, doù limportance des recherches fondamentales qui utilisent des modèles animaux », commente Marie Kmita.
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À propos de létude
Le projet de recherche a été réalisé à lunité de recherche en génétique et développement de lIRCM par Yacine Kherdjemil, Rushikesh Sheth, Annie Dumouchel, Gemma de Martino et Marie Kmita. Robert L. Lalonde et Marie-Andrée Akimenko, de lUniversité dOttawa, Kyriel M. Pineault et Deneen M. Wellik, de lUniversity of Michigan, ainsi que H. Scott Stadler, du Shriners Hospital for Children, ont également collaboré à létude.
La recherche a été subventionnée par les Instituts de recherche en santé du Canada, le Programme des Chaires de recherches du Canada, le Conseil de recherches en sciences naturelles et génie et une subvention Shriners Hospital Research. Yacine Kherdjemil a également bénéficié dune Bourse IRCM Michel-Bélanger de la Fondation de lIRCM et dune bourse du programme de biologie moléculaire de lUniversité de Montréal.
À propos de Marie Kmita
Marie Kmita a obtenu un doctorat en biologie cellulaire et moléculaire de lUniversité de Reims en France. Elle est professeure associée de recherche IRCM et directrice de lunité de recherche en génétique et développement. La Dre Kmita est également professeure-chercheuse adjointe au Département de médecine (accréditation en biologie moléculaire) de lUniversité de Montréal, ainsi que membre associée du Département de médecine (Division de médecine expérimentale) de lUniversité McGill. La Dre Kmita est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en embryologie moléculaire et génétique. Pour plus dinformation, visitez le http://www.ircm.qc.ca/kmita.
À propos de lInstitut de recherches cliniques de Montréal
Fondé en 1967, lInstitut de recherches cliniques de Montréal (IRCM) est un organisme à but non lucratif qui effectue de la recherche biomédicale fondamentale et clinique en plus de former une relève scientifique de haut niveau. Doté dinstallations technologiques ultramodernes, lInstitut regroupe 33 équipes de recherche qui uvrent notamment dans le domaine du cancer, de limmunologie, de la neuroscience, des maladies cardiovasculaires et métaboliques, de la biologie des systèmes et de la chimie médicinale. LIRCM dirige également une clinique de recherche spécialisée en hypertension, en cholestérol, en diabète et en fibrose kystique ainsi quun centre de recherche sur les maladies rares et génétiques chez ladulte. LIRCM est affilié à lUniversité de Montréal et associé à lUniversité McGill. Sa clinique est affiliée au Centre hospitalier de lUniversité de Montréal (CHUM). LIRCM reçoit lappui du ministère de lÉconomie, de la Science et de lInnovation du Québec.
À propos de lUniversité de Montréal
Montréalaise par ses racines, internationale par vocation, l'Université de Montréal (UdeM) compte parmi les cent meilleures universités au monde. Elle a été fondée en 1878, et forme aujourdhui avec ses deux écoles affiliées, HEC Montréal et Polytechnique Montréal, le premier pôle d'enseignement supérieur et de recherche du Québec et l'un des plus importants en Amérique du Nord. L'Université de Montréal réunit plus de 2 600 professeurs et chercheurs et accueille plus de 66 000 étudiants. umontreal.ca
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