Un silence lourd de conséquences…
On peut être thésarde et tenir un blog de fille, on peut tenir un blog de fille et demander “Qu’est-ce qu’un chercheur pour vous ?” à ses lectrices. En tous cas quand on s’appelle Funnyface. Et puis comme Funnyface n’est pas à une contradiction près, elle travaille sur des embryons bovins sans être embryologiste ou faire du clonage. Alors, que fait-elle ? Réponse dans ce billet…
Comment me suis-je retrouvée embarquée là -dedans ? Que s’est-il passé pour me faire atterrir au C@fé des sciences ? Je n’en suis pas bien sûre.
Je sais que tout commence par un mail me proposant d’écrire un article sur mon expérience ou ma discipline : je sais que j’ai dit oui. Pourtant une multitude de raisons me poussaient à refuser : piles de copies d’étudiants à corriger, bibliographie en retard, correction du rapport de stage de l’étudiant de l’été, débuter la rédaction d’un papier, boucler des expériences en cours ainsi va la vie du thésard-moniteur en troisième année (on ne parle pas de dernière année de thèse, c’est malpoli, on ne sait jamais ce que l’avenir nous réserve !). Malgré toutes ces excellentes raisons, j’ai dit oui parce que, voyez-vous, pour une fille qui travaille sur le « silence » d’un chromosome, je suis fort bavarde et si l’occasion se présente de parler de mon travail, de ma vie de thésarde, je deviens intarissable.
En guise de présentation, je pourrais vous donner l’intitulé de ma thèse mais l’expérience m’a enseigné qu’il n’est pas poli de commencer par une telle entrée en matière. Pourquoi ? Mais parce qu’en général l’énoncé d’un intitulé de thèse à tendance à générer, chez l’interlocuteur, un comportement de fuite. Pourtant, à moi, il ne fait pas peur mon intitulé, c’est un vieil ami que je fréquente depuis bientôt 3 ans, je le connais sur le bout des doigts et je l’ai complètement apprivoisé. Mais lorsque je le prononce devant toute personne étrangère à ma discipline il prend différents visages et devient tour à tour incongru, incompréhensible, compliqué et tel une incantation il a tendance à faire disparaître les gens en une fraction de seconde. Avec du recul je sais parfaitement que si l’on me disait de but en blanc : « moi je travaille sur les chevaliers-paysans de l’an mille au lac du Paladru », je serais, moi aussi, fortement tentée de prendre la poudre d’escampette. N’est-il pas perturbant que chaque mot d’une phrase isolé ait une signification mais que associés les uns aux autres le sens en soit obscur ? J’ai donc fini par tirer la conclusion que donner l’intitulé de sa thèse de but en blanc sans préambule, tel une carte d’identité, c’est mal (c’est un peu une première règle de survie en société pour le thésard).
J’ai donc adopté l’humour pour parler de mon travail : « moi je travaille dans le X le chromosome évidemment ». D’autres fois, je me contente de maintenir un certain flou artistique en donnant les informations au compte goutte : « je fais de la biologie », la subtilité c’est que ni le mot thèse, ni le mot recherche n’ont franchi mes lèvres, je ne prononce pas non plus de gros mots tels que « moléculaire », « cellulaire », encore moins « clonage » Ainsi les plus curieux pourront continuer à poser des questions et les autres se contenteront de l’abstrait.
Bref il est grand temps de sortir du placard et de clamer haut et fort : « oui j’ai mal tourné je suis devenue biologiste et je dirais même plus, biologiste cellulaire tendance moléculaire ». Je ne sais pas dans quelle mesure mon enfance, pas plus malheureuse qu’une autre, a été déterminante, ou si les beaux yeux d’un professeur de biologie ont contribué à m’orienter dans cette direction mais c’est ce que je suis devenue. Dans ce cocktail de départ, je pense que la curiosité, l’envie d’apprendre et comprendre m’ont conduit vers un travail qui me laisse, tout à loisir, chercher des réponses, ou début de réponses, à une question bien particulière. Enfin une question c’est vite dit ! Disons qu’une thèse, à l’image d’une poupée gigogne, va pour chaque petite piste, chaque début de piste, déboucher sur une autre question et petit à petit, touche par touche, on arrive sur une question de plus en plus précise, pointue. La recherche, je la perçois donc comme une histoire sans fin : il y aura toujours une chose à comprendre, une nouvelle histoire à raconter car chaque histoire écrite permettra de tracer les grandes lignes d’un nouveau scenario.
Maintenant que les présentations sont faites peut-être allons nous parler sciences, si vous le voulez bien. Toutefois, je ne vous parlerais que d’une thématique de ma thèse, eut égard au fait que nous venons tout juste de nous rencontrer. Je suis sûre que vous connaissez tous les différences entre un homme et une femme enfin j’espère pour vous ! Mais du point de vu des chromosomes, saviez-vous que hommes et femmes ne sont pas en tout point semblable ? Monsieur se paye le luxe d’avoir deux chromosomes sexuels différents alors que Madame aura deux chromosomes sexuels identiques.
Pour commencer, laissez-moi vous présenter les chromosomes sexuels :
- chromosome X, tirant son nom des inconnues que l’on retrouve dans les équations mathématiques et qui est assez populaire
- chromosome Y (oui après X vient Y lorsque l’on travaille sur des équations à deux inconnues), le mal aimé ” on a longtemps dit qu’il était dégénéré.
Maintenant que les présentations sont faites, allons plus avant dans les détails : Madame est l’heureuse détentrice de deux chromosomes X et Monsieur possède un chromosome X et un chromosome Y. Voici pour le niveau cytologique, c’est à dire en ce qui concerne les cellules de Monsieur et Madame.
Si on change d’échelle et que l’on passe à ce que produisent les chromosomes de Monsieur et Madame, on s’attend à ce que Madame produise deux fois plus d’éléments venant du chromosome X. Pourtant que nenni, Madame « fabrique » autant de produits du chromosome X que Monsieur. Afin d’éviter une surproduction des éléments du chromosome X, chaque cellule de Madame va, au hasard, réduire au silence un des deux chromosome X qu’elle possède. Ainsi Madame possède deux chromosomes X mais l’un est « silencieux » et l’autre s’exprime. Cette supposition, depuis fortement documentée, date de 1961 et nous vient de Mary Lyon. Un tel évènement, le silence d’un chromosome ou même d’un gène, découle de processus qui sont liés à l’environnement du gène et que l’on appelle : épigénétique. Un tel phénomène suscite beaucoup de questions : pourquoi ce silence ? Quelle pression entraîne le silence ? Comment rend-on un gène ou un chromosome silencieux ? Des éléments de réponses, des pistes existent. Ce mécanisme que l’on appelle inactivation du chromosome X est nécessaire chez toutes les cellules de Madame, sans cette inactivation les cellules ne peuvent survivre c’est un fait bien établi. Ce n’est qu’un aperçu que je vous donne issu, la partie immergée de l’iceberg et d’autres points mériteraient d’être mis en lumière ou détaillé mais pour cette fois nous en resterons là .
Et moi dans tout ça ? Moi, j’ai choisi de comprendre comment se passe cette inactivation et les acteurs qui interviennent pour réduire un chromosome X au silence. Les questions sont là en grand nombre et attendent pour qu’un jour, moi aussi peut-être, je puisse à mon tour raconter une petite histoire de X le chromosome évidemment.


Béné le 13 déc 2007 à 12:25 #
Il est pas dégénéré le chromosome Y ? (j’y perds toutes mes illusions de jeunesse…)
ICE le 13 déc 2007 à 3:45 #
c’est vrai qu’avoir une phrase simple, directe et se suffisant à elle-même, pour expliquer ce qu’on fait en thèse, c’est pas facile… alors qu’en même temps ca sert tout le temps et ca evite des converstations laborieuses…
) pour les caractères récessifs: les gènes correspondants ne sont pas lus, ou bien le produit de leur expression est inhibé, ou bien …. (Oulala c’est loin tout ca…) ?
Personnellement je cherche encore.
sinon je me posais cette question (peut-être stupide mais il y a longtemps que j’ai arreté la genet’
cendre la squatteuse encore et toujours le 13 déc 2007 à 3:53 #
contente d’apprendre sur quoi tu travailles!!! si si je te jure…C’est parce que moi aussi je suis biologiste sauf que si toi tu bosses dans le X, moi je joue aux billes… !
Certain de diront surement que le chromosome X n’est pas encore assez silencieux, au vu des bavardes que nous sommes!
Mais faut pas les ecoutés Y sont dégénérés!!!!!
funnyface le 13 déc 2007 à 6:46 #
Pour Béné: en fait très longtemps le chromosome Y est resté méconnu car de petite taille, pauvre en gènes,riche en séquences répétées.
Si l’on refait un peu d’histoire en prime, les chromosomes sexuels furent découvert en 1921, la découverte de leur implication dans la détermination du sexe date des années 60. Ce n’est qu’en 1985 qu’est mis en évidence le facteur du déterminisme testiculaire (TDF testis determining factor)… c’était un peu le graal des chercheurs travaillant sur la différenciation des gonades! Tout cela vient donc après les découvertes sur le chromosome X, après les premiers publications sur l’inactivation du X. Contribuant à faire paraître le Y bien moins sexy que le X (si tu me passes l’expression). Certes ce chromose Y se trouve fortement isolé de par sa structure, il a peu de régions susceptibles de pouvoir faire de la recombinaison… ce qui le mènera à sa perte probablement.
Bref l’apparition de ces chromosomes sexuels chez les mammifères et les oiseaux (attention chez les oiseaux l’équivalent du Y se nomme Z) date de 300 millions d’années, ils proviennent d’une paire d’autosomes qui ont évolué. Le processus de différenciation sexuel est donc en pleine évolution, le chromosome Y ne possède plus que quelques gènes mais pas des moindres. Dans la littérature l’idée qui est développée et que l’on va tendre vers un système: XX/X0 pour la détermination du sexe et dans ce cas le Y devrait disparaître.
Ma réticence à employer le terme de chromosome dégénéré vient du fait que la plupart du temps, il véhicule l’image, pour certains, d’un chromosome inutile n’ayant aucune fonction et je voulais “choquer” pour faire mettre le doigt sur cette question. Mais il faut prendre le terme de “dégénéré” dans son sens premier et avoir en tête qu’il y a une perte de gène, de fonctionc au niveau de ce chromosome. Il n’est pas dégénéré: il dégénère. C’est un passage, une étape dans l’évolution du mécanisme de détermination du sexe chez les mammifères. Bref c’était aussi un trait d’humour pour mettre en avant le fait que le chromosome Y joue aussi un rôle au sein du noyau, peut-être des guillemets eurent été nécessaires!
Pour ICE: réponse d’ici demain… là je me suis laissée un peu trop aller en écrivant et je dois filer.
funnyface le 14 déc 2007 à 4:26 #
Pour Cendre: toujours là effectivement! Merci d’être venue et contente de te découvrir biologiste aussi! Des billes, tu dis? On va éclaircir cela…
Pour ICE: désolée d’avoir tardé à répondre. Tout d’abord, il n’y a pas de questions bêtes… oui je sais c’est éculé comme affirmation! Chaque question est intéressante,je me tue à le répéter à la fac pour convaincre mes étudiants de s’exprimer mais c’est une autre histoire. En étant honnête, on sait parfaitement que les questions qui nous font en général le plus peur, celles qui font s’entrechoquer frénétiquement les genoux ce sont justement les petites questions qui commencent par “ça va paraître bête”, “j’ai une question probablement stupide”. Ce sont aussi des questions bêtes qui parfois nous remettent les pieds sur terre et nous rappelle des notions de base perdues de vu depuis longtemps. Fin de l’aparté je te répond et ça va je n’ai pas les genoux qui s’entrechoquent! Dans le cas général, les allèles récessifs sont bel et bien transcrits et traduits. Il s’avère juste que leur expression n’est pas représentative comparée à celle de l’allèle dominant et n’a donc pas d’effet sur le phénotype.
En rapport avec le X, l’inactivation du chromosome X découle d’un mécanisme épigénétique qui rend le chromosome transcriptionnellement inactif. Pour aller un peu plus loin, des modifications vont survenir au niveau du chromosome qui vont le placer dans un état chromatinien silencieux (on parle alors d’hétérochromatine, l’euchromatine étant la chromatine transcriptionnelle active), ces modifications ne concernent pas la séquence des gènes, elles surviennent au niveau des histones (éléments permettant d’enrouler l’ADN) et sont néanmoins héritables au cours des mitoses successives. C’est ce que l’on entend par épigénétique,un évènement qui va influer sur l’expression d’un gène mais qui ne modifie pas sa séquence et qui est transmissible via les mitoses successives.
Dans le cas du X, l’inactivation survient au cours du développement embryonnaire avant l’implantation. Chaque cellule de l’embryon va inactiver de façon aléatoire un chromosome X et cette information sera transmise à chaque cellule fille. Ainsi les femelles sont dites “mosaà¯ques” en ce qui concerne l’expression des gènes liés au chromosome X. Le processus étant aléatoire, on tend au final vers 50% d’expression à partir du chromosome X d’origine paternelle et 50% d’expression à partir du chromosome X d’origine maternelle.
L’exemple le plus parlant pour illustrer cette notion de mosaà¯que est celui des chats dit à écailles de tortue. Ces chats présentent un pelage avec des zones de poils noir et des zones de poils oranges. Justement la protéine à l’origine de la couleur du pelage provient d’un gène qui est localisé sur le chromosome X. Les femelles hétérozygotes expriment donc le caractère orange dans certaines cellules et le caractère noir dans d’autres cellules conduisant à un phénotype “écailles de tortue”. Voici pour exemple visuel.
Maintenant si l’on passe à un exemple chez l’humain, prenons la myopathie de duchenne (mutation du gène de la dystrophine entraînant la traduction d’une protéine non fonctionnelle), les femmes hétérozygotes (porteuses d’un allèle sauvage et d’un allèle muté) ne sont pas malades car environ 50% de leurs cellules vont pouvoir synthétiser la protéine fonctionelle. Il y a donc un phénomène de compensation.
J’espère avoir répondu à ta question. Tout cela est la partie simplifiée de l’inactivation et il y a encore de nombreux éléments que je n’ai pas mentionné…
ice le 14 déc 2007 à 8:50 #
merci pour cette réponse détaillée !
certains mots ont fait vibré de vieilles cloches profondément enfouies ds mes méninges (euchromatine, histone…)… (un peu comme qd j’ai rouvert un classeur de maths l’autre jour et que j’y ai lu “chapitre I : réduction des endomorphismes”… - diable, qu’avais-je voulu dire par la ?)
sinon, plus sérieusement, je crois avoir compris tes explications et ton exemple de tortue et de Duchenne, mais… JE VAIS POSER UNE QUESTION BETE - tu écris “Dans le cas général, les allèles récessifs sont bel et bien transcrits et traduits. Il s’avère juste que leur expression n’est pas représentative comparée à celle de l’allèle dominant et n’a donc pas d’effet sur le phénotype.” J’ai peur de pas comprendre le “représentative”: c’est quantitativement parlant ?
Imaginons que le gene “couleur du poil” du chat soit sur un chromosome non-sexuel, cette fois. Dans chque cellule, notamment de la peau, il y a donc deux allèles, lus (transcrits et traduits). Imaginons un allèle bleu et un allèle jaune, codant chacun pour une protéine fonctionnelle “chat bleu” ou “chat jaune”. Si le chat n’est pas vert (par exmeple mettons il est bleu, donc l’allèle jaune est récessif, en fait), que deviennent les protéines “chat jaune” qui sont qd meme exprimées (et fonctionnelles) ? (ou alors mon exemple est foireux?)
funnyface le 15 déc 2007 à 1:41 #
ICE: Si ça peut te rassurer, la réduction des endomorphismes ne trouve pas d’écho dans ma mémoire… C’est probablement de la sélection de ma part!
Alors donc question “bête” (round 2):
Le “réprésentative” est ici plutôt qualitatif que quantitatif.
Et pour poursuivre je vais prendre ton exemple “chat bleu, chat jaune” (tiens un chat bleu… j’vais peut-être me rencarder auprès du père noà«l voir si c’est négociable!). Donc si ton chat est vert, c’est qu’il y a co-dominance.
Dans le cas où il y a un allèle récessif, cet allèle en général correspond à une perte de fonction et c’est là que tu as mis le doigt sur la réponse dans ta question: l’allèle récessif donnera un produit non-fonctionnel (résultat d’une mutation dans la séquence codante). Si ton chat est hétérozygote il possèdera la protéine fonctionnelle et une protéine non-fonctionnelle et c’est donc de la première catégorie de protéine que découlera le phénotype de ton chat (je concède que l’exemple n’est pas sensass’!). Si le chat est homozygote pour l’allèle récessif et ne possède que la protéine non-fonctionnelle alors dans ce cas, vu que la couleur du pelage n’est pas létale (quoique si le chat rencontre des prédateurs qui ne supportent pas le jaune… cela peut devenir un phénotype létal et dans ce cas la pression de sélection fera disparaître l’allèle incriminé! je m’égare je plaisante avec cet exemple!), on aura un phénotype par défaut. Généralement ce serait une absence de pigmentation mais là tu as choisi jaune donc va pour jaune!
Petit glossaire rappel en bonus:
- la chromatine est la forme que prend l’ADN dans le noyau (c’est du grossier du très lourd mais c’est juste!) et on trouve donc des zones actives (que l’on nomme euchromatine) et des zones inactives (que l’on nomme hétéchromatine)
- les histones ce sont les “perles” autour desquelles l’ADN s’enroule.
Fin de transmission, espérant que la réponse te convient.
Tom Roud le 15 déc 2007 à 9:26 #
“Bref l’apparition de ces chromosomes sexuels chez les mammifères et les oiseaux (attention chez les oiseaux l’équivalent du Y se nomme Z) date de 300 millions d’années, ils proviennent d’une paire d’autosomes qui ont évolué.”
Que sont devenus les chromosomes sexuels d’avant cette époque ?
Un truc que je ne comprends pas est que les drosophiles par exemple ont aussi des chromosomes X et Y, et que le sexe est déterminé de la même façon (femme XX, mâle XY). Est-ce un exemple de convergence évolutive pour la détermination du sexe ? Ou plus probablement est-ce que les vieux chromosomes sexuels ont été intégrés aux nouveaux ?
funnyface le 18 déc 2007 à 12:12 #
Tom: avant que X et Y ne commencent à dériver à partir d’une paire d’autosomes, il n’y avait pas de chromosomes sexuels. A l’image de ce que l’on trouve chez les tortues et chez certains reptiles, le déterminisme sexuel dépendait de la température.
Les drosophiles possèdent aussi les chromosomes X et Y et il s’agit d’une convergence évolutive là aussi des autosomes ont dérivé pour donner X et Y. La particularité de la drosophile est qu’afin d’effectuer la compensation de dose, la stratégie adoptée par l’organisme n’est pas l’inactivation d’un chromosome X dans les cellules femelles mais une surtranscription de l’unique chromosome X des cellules mâles.
mecton le 23 mar 2008 à 4:07 #
Bonjour, la voie est libre ? bon beh j’y vais aussi de mes questions :
-Le fait que X soit différent de Y joue t’il un rôle dans le déterminisme du sexe ? En quoi leur forme différente jouerait elle un rôle ?
-Dans l’exemple de la myopathie de Duchenne ci dessus, faut il comprendre que 50% des cellules d’une mère porteuse sont atteintes, atrophiées ?
-Comme il n’y a qu’un seul chromosome X qui est actif chez la femme, pourquoi parle t’on d’allèle dominant porté par X et d’allèle récessif ? Si l’allèle récessif est le seul à s’exprimé ( du fait de l’inactivation d’un X ) alors il ne peut être que dominant ….
Tom Roud le 26 mar 2008 à 1:47 #
@ mecton : je ne suis pas spécialiste, mais je vais essayer de te répondre
- comme funnyface l’explique dans son billet, la différence essentielle est que plein de gènes sont sur X qui ne sont pas Y. Donc pour tous ces gènes, en théorie, les filles devraient produire deux fois plus de protéines que les garçons. La “forme” en elle même ne joue pas tellement je pense, mais plutôt la quantité d’information. Chez la drosophile, le sexe est explicitement déterminé d’ailleurs par une mesure du nombre de certaines protéines.
- pour tes deux dernières questions, je pense que souvent dans ces problèmes, le “qualitatif” compte plus que le quantitatif. Autrement dit, si tu as dans le génome une seule copie d’une protéine au lieu de deux (ou si une cellule sur deux l’exprime), c’est infiniment mieux que pas d’activité du tout, et cela suffit en général. Dans ces histoires de gènes dominant et récessif, bien souvent, le phénotype ne change pas beaucoup si tu as un ou deux allèles dominants. Autrement dit, d’un point de vue phénotypique DD=Dr >>rr. Pourquoi est-ce ainsi ? Peut-être l’évolution a -t-elle fait en sorte qu’une seule copie soit toujours fonctionnelle. Cela permet de faire des essais sur l’autre allèle : quelque chose d’analogue se passe avec les transposons, qui permettent de faire des innovations évolutives “gratuitement” en conservant toujours une partie des protéines fonctionnelles (voir billet sur mon blog)
funnyface le 28 mar 2008 à 12:48 #
Mecton désolée de t’avoir fait attendre… oui la place est libre et je trouve un petit moment pour te répondre. Je vois que Tom t’a donné quelques pistes pour pallier à mon silence (y a un jeu de mot… mais à cette heure-là je ne suis plus très fine!) alors merci Tom aussi.
Maintenant prenons les questions les unes après les autres.
1) Le fait que X soit différent de Y joue t’il un rôle dans le déterminisme du sexe ? En quoi leur forme différente jouerait elle un rôle ?
Ta question porte finalement sur le déterminisme du sexe… Au départ nous avons donc des gonades indifférenciées que l’on soit XX ou XY. Par défaut les gonades indifférenciées présentent à la fois les futures voies génitales male et femelles. Sur le chromosome Y il existe un gène, SRY (Sex-determining Region of Y), et la protéine traduite à partir du gène SRY va entraîner l’expression d’une batterie de gènes qui vont conduire à la différenciation de la gonade, jusque-là indifférenciée, en testicule. En absence de SRY, la gonade indifférenciée devient ovaire. C’est donc dans la différenciation des gonades que la différence XX/XY joue un rôle dans la différenciation sexuelle. Il est dit que la sexe femelle est le sexe par défaut, en absence du signal SRY la gonade devient un ovaire. Voilà comment, de façon très simplifiée, le sexe gonadique (ovaire ou testicule) est mis en place selon le sexe génétique (XX ou XY). Par la suite via le jeu des hormones le sexe phénotypique est à son tour mis en place. Cela répond-il à ta question?
2)Dans l’exemple de la myopathie de Duchenne ci dessus, faut il comprendre que 50% des cellules d’une mère porteuse sont atteintes, atrophiées ?
Là d’une certaine façon Tom t’a déjà répondu. Le fait est que ta question en soit est justifiée vu la façon dont elle est tournée car en quelque sorte tu prends un raccourcis. Dans le cas de la myopathie de Duchenne, effectivement, selon ce que j’ai expliqué de l’inactivation du chromosome X, 50% des cellules vont produire une protéine non fonctionnelle et l’autre moitié va produire une protéine fonctionnelle. Ici il ne faut raisonner à l’échelle d’un organisme entier et ne pas voir la cellule comme un système clôt. Les populations de cellules communiquent au sein des tissus, de l’organisme. Les protéines diffusent d’une cellule à l’autre. Dans cet exemple, ce qui en résulte c’est que contrairement aux mles qui n’auront qu’une forme non-fonctionnelle de la protéine ce qui résulte en une dystrophie musculaire liée à l’absence de la protéine (dystrophine), les femelles porteuses de la mutation expriment tout de même la forme fonctionnelle même si c’est en quantité réduite et cela permet d’éviter le phénotype observé chez les males en permettant aux muscles de fonctionner correctement.
3) et pour finir la question sur la dominance/récessivité. On peut toujours parler de dominance/récessivité car il y a toujours deux allèles différents qui sont exprimés au sein de l’organisme et donc si le phénotype est sauvage c’est que l’allèle muté est récessif par rapport à l’allèle sauvage. Je n’ai pas grand chose à ajouter là -dessus parce que je trouve en plus le réponse de Tom tout à fait intéressante et son parallèle avec les transposons fort à propos.
La voie est à nouveau libre en cas de questions et promis même si je mets du temps je répondrais!