211service.com
Un retour pour l'évolution lamarckienne ?
Les effets de l'environnement d'un animal pendant l'adolescence peuvent être transmis à la future progéniture, selon deux nouvelles études. Si elle s'applique aux humains, la recherche, effectuée sur des rongeurs, suggère que l'impact de l'éducation des enfants et de la maltraitance précoce pourrait s'étendre sur des générations. Les résultats soutiennent une théorie de l'évolution vieille de 200 ans qui a été largement rejetée : l'évolution lamarckienne, qui affirme que les caractéristiques acquises peuvent être transmises à la progéniture.
Faire taire l'ADN : L'ajout de groupes méthyle à des endroits spécifiques du génome peut altérer l'expression de gènes marqués. Le processus, connu sous le nom de méthylation de l'ADN, est un mécanisme de changement épigénétique, un changement héréditaire qui ne modifie pas la séquence de l'ADN lui-même. Dans cette image, les barres colorées représentent les bases qui composent un brin d'ADN, tandis que les cercles verts représentent la méthylation.
Les résultats sont extrêmement surprenants et inattendus, déclare Li-Huei Tsai, un neuroscientifique du MIT qui n'a pas participé à la recherche. En effet, l'une des études a révélé qu'une augmentation de la capacité du cerveau à se recâbler et une amélioration correspondante de la mémoire pouvaient être transmises. Cette étude est probablement la première étude à montrer qu'il existe des effets transgénérationnels non seulement sur le comportement mais aussi sur la plasticité cérébrale.
Ces dernières années, les scientifiques ont découvert que les changements épigénétiques – des changements héréditaires qui ne modifient pas la séquence de l'ADN elle-même – jouent un rôle majeur dans le développement, permettant à des cellules génétiquement identiques de développer des caractéristiques différentes ; les changements épigénétiques jouent également un rôle dans le cancer et d'autres maladies. (La définition de l'épigénétique est quelque peu variable, certains scientifiques limitant le terme à des mécanismes moléculaires spécifiques qui modifient l'expression des gènes.) La plupart des études épigénétiques se sont limitées à un contexte cellulaire ou ont examiné les effets épigénétiques de médicaments ou de régimes alimentaires in utero. . Ces deux nouvelles études sont uniques en ce que le changement environnemental qui déclenche l'effet – enrichissement ou abus précoce – se produit avant la grossesse. Donnez des produits chimiques aux mères, et cela peut affecter la progéniture et la prochaine génération, dit Larry Feig , neuroscientifique à la Tufts University School of Medicine, à Boston, qui a supervisé une partie de la recherche. Dans ce cas, [le changement environnemental] s'est produit bien avant que les souris ne soient même fertiles.
Dans l'étude de Feig, des souris génétiquement modifiées pour avoir des problèmes de mémoire ont été élevées dans un environnement enrichi (jouets, exercices et interactions sociales) pendant deux semaines pendant l'adolescence. La mémoire des animaux s'est améliorée - une découverte sans surprise, étant donné qu'il a déjà été démontré que l'enrichissement stimule la fonction cérébrale. Les souris ont ensuite été ramenées à des conditions normales, où elles ont grandi et ont eu une progéniture. Cette prochaine génération de souris avait également une meilleure mémoire, malgré le défaut génétique et n'ayant jamais été exposée à l'environnement enrichi.
Les chercheurs ont également examiné un corrélat moléculaire de la mémoire appelé potentialisation à long terme, ou LTP, un mécanisme qui renforce les connexions entre les neurones. L'enrichissement environnemental a corrigé le LTP défectueux chez les souris avec le défaut génétique ; le LTP fixe a ensuite été transmis à leur progéniture. Les résultats étaient vrais même lorsque les chiots étaient élevés par des souris déficientes en mémoire qui n'avaient jamais bénéficié des jouets et des interactions sociales. Lorsque vous regardez la progéniture, ils ont toujours le défaut de la protéine, mais ils ont également une LTP normale, explique Feig. Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans le Journal des neurosciences .
Si les résultats peuvent être transmis à l'homme, cela signifie que l'éducation des filles est importante non seulement pour leur génération mais pour la suivante, dit Moshé Szyf de l'Université McGill, à Montréal, qui n'a pas participé à la recherche.
Dans une deuxième étude, les chercheurs ont découvert que les rats élevés par des mères stressées qui négligeaient et maltraitaient physiquement leur progéniture présentaient des modifications épigénétiques spécifiques de leur ADN. Les souris maltraitées ont grandi pour devenir de pauvres mères et semblaient transmettre ces changements à leur progéniture.
Des recherches antérieures ont montré que le mauvais maternage des rats peut être transmis par ce type de modification de l'ADN, mais on pense que ces changements sont déclenchés spécifiquement par le comportement maternel. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont également demandé à des mères en bonne santé d'élever la progéniture de mères stressées et ont découvert que les problèmes n'étaient que partiellement résolus. Cela suggère que les changements n'étaient pas dus à leur expérience néonatale, dit David Sweatt , neuroscientifique à l'Université d'Alabama à Birmingham, qui a supervisé l'étude. C'était quelque chose qui était déjà là quand ils sont nés. La recherche a été publiée en ligne le mois dernier dans Psychiatrie Biologique .
Les résultats des deux études sont susceptibles d'être controversés, ravivant peut-être un débat vieux de plusieurs siècles. C'est très provocateur, dit Lisa Monteggia , neuroscientifique au Southwestern Medical Center de l'Université du Texas, à Dallas. Cela renvoie à deux écoles de pensée : Lamarck contre Darwin.
Contrairement à la sélection naturelle, dans laquelle les organismes nés bien adaptés à leur environnement survivent et se reproduisent, transmettant ces traits réussis, l'évolution lamarckienne suggère que les animaux peuvent développer des traits adaptatifs, tels qu'une meilleure mémoire, au cours de leur vie, et les transmettre. traits à leur progéniture. Cette dernière théorie a été largement abandonnée au fur et à mesure que les théories de Darwin, puis de Mendel, prenaient racine. Mais le concept d'hérédité lamarckienne a fait un retour en force ces dernières années, alors que les scientifiques en apprennent davantage sur l'épigénétique.
Je n'avais pas l'intention de trouver des découvertes qui soutiennent l'héritage néo-lamarckien, dit Sweatt. Mais la recherche rend maintenant plus plausible que ces choses peuvent être réelles et peuvent être basées sur des mécanismes moléculaires.
Feig, d'autre part, soutient que si les découvertes sont un phénomène de type lamarckien, elles restent darwiniennes, car les changements ne durent pas éternellement. Dans l'étude de Feig, la progéniture de souris enrichies a perdu ses bienfaits pour la mémoire après quelques mois.
Sweatt et d'autres disent que ce type d'héritage peut en fait être beaucoup plus courant que prévu. L'amélioration des technologies offre désormais une vision plus large des changements épigénétiques liés à l'environnement et au comportement. Les scientifiques commencent à utiliser les puces à ADN, qui, au cours des dernières années, sont devenues largement utilisées dans les études génétiques des maladies, pour examiner un type spécifique de changement, connu sous le nom de méthylation de l'ADN. Les changements que nous voyons ne se limitent pas à un petit nombre de gènes, explique Szyf, qui utilise la technologie pour étudier l'épigénétique et le cancer. Des circuits entiers sont modifiés.
Le séquençage de l'ADN, dont le prix baisse rapidement, peut également être utilisé pour étudier la méthylation de l'ADN. Mais les études épigénétiques nécessitent un séquençage à haut volume, qui a été d'un coût prohibitif. Contrairement au génome, chaque épigénome est différent dans différents types de cellules, explique Sweatt. Un projet d'épigénome humain serait l'équivalent de 250 génomes humains, car il existe au moins 250 types de cellules dans le corps. Un séquençage bon marché pourrait bientôt rendre ce type d'étude possible, dit-il.
Le mécanisme réel qui sous-tend ces modèles d'hérédité est quelque peu mystifiant pour les scientifiques. Feig théorise que l'enrichissement environnemental déclenche un changement hormonal de longue durée : lorsque l'animal devient enceinte, l'hormone modifierait en quelque sorte l'ADN du fœtus, lui permettant finalement d'améliorer la mémoire et la LTP à l'adolescence. Cependant, prévient-il, il n'y a aucune preuve directe de cela, et aucune preuve spécifique que les comportements sont transmis par des mécanismes épigénétiques.