Évolution des génomes et développement

Rediffusion

"Comment la différence de complexité peut-elle émerger à partir de programmes génétiques relativement similaires", "Comment la nature ne sait-elle pas faire l’inqualifiable?", "Ne serait-ce pas notre ADN qui nous possède, plutôt que l’inverse?", demande le généticien. 

Publicité

Quelles sont les relations conflictuelles entre "l’ontogenèse", l'histoire d'un individu particulier, et la "phylogenèse", l'histoire évolutive de l'espèce à laquelle appartient cet individu? 

Directeur du laboratoire de Morphogenèse Moléculaire à l’Université de Genève et du laboratoire de Génomique du Développement à l’ Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne, Denis Duboule travaille sur les mécanismes de régulations génétiques qui interviennent dans le développement des mammifères.

Chercheur prééminent dans le domaine de la génétique du développement, il a été nommé titulaire d’une nouvelle chaire internationale, à l'intitulé selon lui "scientifiquement ambitieux et socialement délicat" : "Evolution des génomes et développement". Il renoue avec un long compagnonnage, commencé avec le biologiste François Jacob, et poursuivi avec la spécialiste de l'embryologie expérimentale, Nicole le Douarin.

Le chercheur rappelle l'histoire de la théorie de l'évolution, dans laquelle il inscrit ses propres recherches, et en particulier l'isolement du premier grand groupe de gènes "Hox" chez la souris :

"L'organisation de ces quarante gènes, que l'on appelle parfois "gènes architectes", en quatre groupes de voisinage sur les chromosomes, un peu comme des alignements de dix oiseaux sur quatre segments de fils électriques, fut finalisée à la fin des années 1980".

Le généticien cherche à comprendre la temporalité du système génétique, son "horloge linéaire" :

"Comment le plan de l’organisme peut-il passer de génération en génération et s’actualiser au cours du développement en une forme spécifique de l’espèce ?"

A nouveau, la comparaison avec les oiseaux :

"[C'est] un peu comme si les oiseaux entonnaient des chants progressifs, commençant à l'une des extrémités du groupe, et impliquant le nouvel oiseau voisin toutes les deux heures ; un canon génétique de plus en plus complexe, dont la variété des harmonies représentait un système combinateur de codage d'informations".

Et pour illustrer le "désenveloppement", cette "idée de désenroulement de quelque chose" :

"[C'est] un peu comme si les oiseaux devant chanter un canon se trouvaient tous sur des lignes électriques différentes, sans voisinage immédiat".

Dans l'histoire de la recherche sur l'évolution, la découverte que "nous n'avons finalement guère plus de gènes dans notre génome qu'il y en a dans la mouche du fruit" a fait date. Pour Denis Duboule :

"Cette constatation fut considérée par certains comme la quatrième grande blessure de l'Humanité, après les trois premières décrites par Freud, infligées par Copernic, Darwin, et par Freud lui-même. Cette quatrième blessure est un coup de grâce, car être des animaux, peut-être ; mais alors soyons au moins des animaux moins animaux que d'autres, plus complets, mieux finis. Hélas! rien dans notre génome ne nous distingue radicalement d'autre objets biologiques qui pourtant sont bien loin d'avoir l'ensemble des capacités qui sont celles de l'Homo sapiens."

Autre découverte bouleversante, le "séisme génomique" : l'hypothèse, présentée par Susumu Ohno en 1970, de deux événements de duplication du génome de nos ancêtres.

"En effet, nous sommes le résultats de ces deux bégaiements successifs  qui donnèrent, en l'espace de quelques millions d'années, une fenêtre d'évolution, des opportunités soudaines qui permirent la mise sur pied de ce plan de développement global des vertébrés."

Plus un système biologique se complexifie, plus il se rigidifie, et plus les effets des modifications deviennent nombreux :

"Comme tous les systèmes de codage complexes, notre génome est peu flexible. C'est une structure réactionnaire qui, pendant des millions d'années, a modifié rétrospectivement, la plupart des cas, ce qui pouvait l'être, s'auto-contraignant aussi au gré de chaque innovation, et réduisant le nombre des solutions permises".

Prisant la comparaison, le biologiste veut faire parler les nombres :

"Le génome humain, dont une copie entière est présente dans chacune des milliards de cellules de notre corps, contient plus de trois milliard de signes, arrangés de façon linéaire, ce qui représente l'équivalent, en quantité de signes, d'à peu près 500 copies des volumes d'A la Recherche du Temps Perdu de Marcel Proust, par cellule. Nous portons donc chacun d'entre nous l'équivalent total de millions de milliards de copies de l'oeuvre de Proust ; nous sommes des concentrés d'information".

Pourquoi entamer une discussion avec Darwin, Huxley et Geoffroy Saint-Hilaire? Et pourquoi le transhumanisme se fera-t-il dans l’humilité? 

Nous entrons tout de suite dans un monde complexe et plein de promesses, en gagnant l’amphithéâtre du Collège de France, le 8 février 2018 pour la leçon inaugurale de Denis Duboule, intitulée "Évolution des génomes et développement".