Les biologistes ne trouvent aucune base génétique commune à la régénération chez diverses espèces

Dans le règne animal, plusieurs espèces ont la capacité de régénérer des parties de leur corps après des coupures ou des dommages. Les lézards peuvent faire repousser leur queue, les salamandres peuvent faire repousser leurs bras et leurs jambes, certains vers plats peuvent même faire repousser toute leur tête. Mais les humains n’ont pas la capacité de régénérer des parties de leur corps endommagées. Pourquoi ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs doivent d’abord connaître l’histoire évolutive de la régénération. La régénération est-elle un trait ancien que nos ancêtres animaux partageaient et que de nombreuses espèces ont simplement perdu au fil du temps ? Ou bien la régénération a-t-elle évolué indépendamment chez différentes espèces, de la même manière que les insectes et les oiseaux ont développé indépendamment la capacité de voler ?

Une nouvelle étude examine les génomes de cinq espèces animales différentes – l’axolotl, le poisson-zèbre, l’anémones de mer, les éponges de mer et les concombres de mer – qui ont toutes la capacité de se régénérer, mais qui sont distinctes sur le plan de l’évolution (contrairement à ce que l’on pourrait croire, ces créatures marines ne sont pas très étroitement liées). À l’aide d’une technique courante appelée RNA-seq, les chercheurs ont utilisé des ensembles de données accessibles au public qui ont capturé des instantanés de l’activité des gènes, également appelée expression, dans des échantillons de tissus en cours de régénération.

Cependant, ils ont découvert que ces clichés n’étaient pas suffisants pour déterminer s’il y avait des gènes communs à la régénération. Bien que certains gènes soient partagés, ils concernent des processus cellulaires de base, comme la division cellulaire.

La recherche est publiée dans la revue Biologie du génome et évolution.

Les biologistes ont déjà identifié des gènes importants pour la régénération, comme ceux de la famille Wnt. Cependant, les espèces étudiées dans l’étude utilisaient chacune des combinaisons légèrement différentes de divers gènes Wnt, ce qui rendait impossible l’identification d’un ensemble commun de gènes Wnt qui pourrait indiquer un ancêtre régénérant commun.

Ces travaux suggèrent la nécessité d’une compréhension plus approfondie des processus de développement complexes qui sous-tendent la régénération.

« Nous pensons que le séquençage de l’ARN n’est pas suffisant à lui seul pour identifier les processus conservés dans des organismes éloignés », explique l’auteur principal David Gold, ancien chercheur postdoctoral de Caltech et aujourd’hui professeur associé à l’UC Davis. « La régénération pourrait être un processus conservé à d’autres niveaux, comme le niveau cellulaire plutôt que génétique. Pour vraiment déterminer s’il existe quelque chose d’ancien et de conservé dans ces organismes, il faudra des études approfondies de biologie du développement pour déterminer le rôle précis que joue chaque gène dans la régénération. »

La recherche a été menée dans le cadre d’une collaboration entre les laboratoires Caltech de Lior Pachter, professeur Bren de biologie computationnelle et de sciences informatiques et mathématiques, et professeur de biologie Lea Goentoro, ainsi que le laboratoire de Gold désormais à l’UC Davis.

Noémie Sierra de l’UC Davis est la première auteure. En plus de Sierra, Pachter, Goentoro et Gold, les coauteurs supplémentaires sont d’anciens étudiants diplômés de Caltech, Lynn Yi et Noah Olsman.