18. D’une petite mouche qui a des pattes sur la tête à la découverte des gènes architectes

La Chaîne du Vivant - Chroniques de Biologie d'Yves Muller

Cette 18ème chronique démarre par une étrange petite mouche pourvue de pattes sur la tête à la place des antennes. Il s’agit d’un mutant de drosophile appelé Antennapedia. Un autre mutant de drosophile, appelé Ultrabithorax, présente 2 paires d’ailes et non une seule. Et l'étude approfondie de tels mutants va permettre de découvrir les gènes homéotiques Hox, dont le fonctionnement détermine le plan du corps de la drosophile. La découverte de ces gènes architectes chez la petite mouche va permettre d’identifier chez les Vertébrés des gènes homéotiques Hox, apparentés à ceux de la drosophile, et qui déterminent le plan du corps des Vertébrés ainsi que la formation de leurs membres. Les gènes Hox, présents chez tous les animaux pluricellulaires, codent pour des facteurs de transcription à homéodomaine qui contrôlent le développement en régulant des réseaux de gènes impliqués dans la structuration du corps. Et ces gènes Hox architectes du plan du corps ont dû jouer un rôle fondamental dans l'évolution et la diversification des animaux segmentés.

Auteur : Yves Muller – Professeur Agrégé de classe exceptionnelle - Docteur en Neurosciences - Université de Montpellier

Biological Chronicles - From a fly with legs on its head to the discovery architectural genes

Our 18th chronicle begins with a strange little fly with legs on its head instead of antennae. It is a Drosophila mutant known as Antennapedia. Another Drosophila mutant, Ultrabithorax, has 2 pairs of wings instead of one. The in-depth study of such mutants will bring about the discovery of homeotic Hox genes, whose general function is to determine the body plan of Drosophila. The discovery of these architectural genes in the small fly will make it possible to identify homeotic Hox genes in vertebrates related to Drosophila as well. The Hox genes determine the body plan of vertebrates and also the formation of their members. The Hox genes, present in all multicellular animals, encode homeodomain transcription factor proteins which control development by regulating gene networks involved in the structural organization of the body. These Hox genes, architects of the body plan, must have played a fundamental role in the evolution and diversification of segmented animals.

Références :

- Bateson W (1894) Materials for the study of variation, treated with especial regard to dis-continuity in the origin of species – Londres, MacMillan and Co

- Lewis EB (1978) A gene complex controlling segmentation in Drosophila – Nature ; 76:565-70

- Nüsslein-Volhard C et Wieschaus E (1980) Mutations affecting segment number and polarity in Drosophila - Nature ; 287:795-801

- Bender W et coll. (1983) Molecular genetics of the bithorax complex in Drosophila melanogaster – Science ; 221:23-9

- Scott MP et Weiner AJ (1984) Structural relationships among genes that control development: sequence homology between the antennapedia, ultrabithorax, and fushi tarazu loci of Drosophila – PNAS USA ; 81:4115-9

- McGinnis W et coll. (1984) A conserved DNA sequence in homoeotic genes of the Drosophila Antennapedia and bithorax complexes - Nature ; 308:428–33

- Denis Duboule (2007) The rise and fall of Hox gene clusters - Development ; 134:2560

- Wellik DM (2009) Hox genes and vertebrate axial pattern - Curr Top Dev Biol ; 88:257-78

- Mallo M et coll. (2010) Hox genes and regional patterning of the vertebrate body plan - Dev Biol ; 344:7-15

- Gaunt SJ (2018) Hox cluster genes and collinearities throughout the tree of animal life - The International Journal of Developmental Biology ; 62: 673–83