Choix du partenaire sexuel : une question de chimie

partenaire-sexuel-chimieUne équipe de recherche canadienne en collaboration avec des équipes britanniques vient de lever un des mystères des origines de la sélection des partenaires sexuels. Les chercheurs expliquent avoir découvert un commutateur moléculaire qui s’active en réponse à un signal émis par un partenaire potentiel. Autrement dit, une cellule avertit une autre cellule qu’un partenaire potentiel est à proximité et qu’il est suffisamment en bonne santé pour l’accouplement. Les résultats sont publiés dans le numéro du 18 avril de la revue Nature1.

Une brusque cascade de messages chimiques

« Cette décision est contrôlée par un simple commutateur chimique qui convertit le signal de phéromone entrant en réponse cellulaire, »

précise Stephen Michnick, auteur principal de cette étude, professeur de biochimie à l’Université de Montréal et titulaire d’une Chaire de recherche du Canada en génomique intégrative.

« Lorsque la signalisation des phéromones augmente, deux enzymes dans la cellule entrent en concurrence, l’une ajoutant et l’autre supprimant une modification chimique sur une protéine du nom de Ste5 »,

poursuit le professeur Michnick, qui fait remarquer que lorsque le seuil critique de signalisation des phéromones est atteint, l’une des enzymes finit par avoir le dessus sur la capacité de l’autre à modifier Ste5, déclenchant une brusque cascade de messages chimiques qui sont transmis à la cellule pour lui indiquer que le moment est venu de s’accoupler.

Ces résultats ont été obtenus grâce à la collaboration du physicien Peter Swain, de l’Université McGill (Canada) et de l’Université d’Édimbourg (Ecosse) et son chercheur postdoctoral Vahid Shahrezaei, aujourd’hui chargé de cours au Collège impérial de Londres au Royaume-Uni. Ils ont pu décrire en effet avec une précision toute mathématique comment ce phénomène agit sur la décision d’accouplement.

Des recherches réalisées chez la levure du boulanger

Pour arriver à ses conclusions les chercheurs ont travaillé avec un organisme cellulaire très simple, à savoir la levure, celle communément appelée «levure du boulanger», levure également utilisée par les brasseurs.

« Bien que la levure soit radicalement différente de l’être humain, nous avons beaucoup de points communs avec elle au niveau moléculaire et cellulaire. Les mêmes molécules qui génèrent cette décision de commutation dans la levure se retrouvent sous des formes comparables dans les cellules humaines. Des décisions de commutation comparables à celles prises par la levure sont prises par les cellules souches pendant le développement embryonnaire et deviennent dysfonctionnelles en cas de cancer.»

La levure a permis aux chercheurs de montrer comment une cellule peut prendre une décision importante.

« Pour prendre la décision de conjuguer, les cellules doivent savoir qu’il y a un partenaire à proximité, puis prendre rapidement la décision de se préparer à la fusion »,

précise Mohan Malleshaiah, premier auteur de cette étude et doctorant dans le groupe du professeur Michnick .

« La décision de s’accoupler n’est pas seulement rapide, elle est aussi précise et entraîne la sélection du meilleur partenaire disponible, même si plusieurs partenaires potentiels se font concurrence à proximité, ajoute Mohan Malleshaiah. Charles Darwin a découvert il y a 150 ans les principes qui régissent comment et pourquoi les organismes choisissent leur partenaire. Il est fascinant de voir que les mêmes principes décrits par Darwin pour expliquer pourquoi les vaches choisissent les bœufs les plus forts, ou les paonnes les paons au plus beau plumage peuvent s’observer avec autant de précision au niveau moléculaire dans la levure. »

De la levure aux cancers

Cette percée très importante a des implications pour la compréhension d’autres phénomènes cellulaires, telle la différenciation des cellules souches que déterminent les messages envoyés par les autres cellules environnantes ou encore les cancers.

«Dans un avenir rapproché, nous pourrons peut-être faire d’autres découvertes sur ces mécanismes de commutation et comprendre comment les êtres humains naissent de ce processus complexe, de la décision des cellules de devenir des tissus différents pendant le développement. Le phénomène est aussi en action dans le développement des cancers. Dans ce cas, c’est le processus de communication qui est rompu et il y a perte d’identité chez la cellule cancéreuse. On trouve un mécanisme similaire mettant en jeu l’insuline dans les cas d’obésité.»

explique le chercheur.

C’est d’ailleurs en travaillant sur les voies de signalisation moléculaire des kinases, groupe d’enzymes présentes dans ces divers processus, qu’il a fait sa découverte sur l’interrupteur cellulaire de la levure.

Notes et références

  1. The scaffold protein Ste5 directly controls a switch-like mating decision in yeast. Mohan K. Malleshaiah, Vahid Shahrezaei, Peter S. Swain & Stephen W. Michnick. Nature []

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