Un gène chef d'orchestre : comment une seule enzyme décide de la durée de vie d'une mouche et du nombre d'œufs qu'elle pond ✎ bioRxiv

La mouche drosophile est un minuscule laboratoire où l'on peut allumer ou éteindre chaque gène pour comprendre son rôle. L'un de ces gènes, EDTP, code une enzyme qui retire les marques phosphate des molécules lipidiques à l'intérieur de la cellule. On pensait autrefois que cette enzyme aidait les cellules à digérer leurs déchets et que, sans elle, les mouches mouraient avant même de naître. Mais que se passe-t-il si l'enzyme est simplement peu abondante, et non totalement absente ? La réponse a de quoi surprendre.

Les chercheurs ont pris la lignée de mouches DJ694, dont le taux d'EDTP est réduit par une insertion aléatoire dans le gène. Ces mouches se développaient normalement, mais vivaient moins longtemps et pondaient nettement moins d'œufs. Le défaut était en outre récessif : une seule copie du gène normal suffisait à rétablir complètement la situation. Les mâles aussi avaient un problème : leur sperme fécondait moins bien les œufs, alors même qu'ils s'accouplaient plus souvent que la normale. Lorsque les scientifiques ont réintroduit le gène EDTP fonctionnel dans ces mêmes tissus, la durée de vie comme la fécondité se sont entièrement rétablies.

Le plus intéressant est apparu lorsqu'on a examiné les muscles. On sait que l'EDTP participe à un processus que la cellule utilise pour éliminer les protéines endommagées. On pouvait donc logiquement s'attendre à ce que, en l'absence de l'enzyme, des agrégats de protéines s'accumulent dans les muscles, semblables à ceux de certaines maladies humaines. Or, chez les mouches DJ694, les muscles paraissaient sains, bougeaient normalement, et aucun agrégat ne s'accumulait. En revanche, dans l'œil, la même enzyme contribuait à réduire le nombre d'agrégats. Il apparaît donc qu'une même protéine joue dans des tissus différents le rôle d'outils distincts : dans l'œil, celui d'un balayeur, et dans les muscles, celui d'un agent de circulation qui ne nettoie pas mais surveille d'autres processus.

Ce travail montre que l'EDTP est d'une importance cruciale pour la vie adulte de la mouche : sans lui, la durée de vie se raccourcit et la capacité à laisser une descendance chute. Mais son rôle dans les muscles s'est révélé sans lien avec l'élimination des déchets protéiques, contrairement à ce que l'on pensait auparavant. Il est possible que l'enzyme agisse sur les signaux hormonaux qui gouvernent la reproduction et le vieillissement. Si l'on parvient à déterminer quelles molécules lipidiques elle transforme précisément dans les ovaires et les canaux sémineux, cela pourrait ouvrir la voie à de nouveaux moyens de lutter contre l'infertilité liée à l'âge et contre les maladies musculaires. Pour l'heure, une chose est claire : un même gène peut être à la fois frein et pédale d'accélérateur, selon la cellule dans laquelle il travaille.