Evo-devo : pourquoi les bovins n'ont que deux doigts

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Evo-devo : pourquoi les bovins n'ont que deux doigts

Evo-devo : pourquoi les bovins n'ont que deux doigts

Au cours de l'évolution des tétrapodes, le plan d'organisation pentadactyle des membres a souvent été modifié, reflétant une diversification évolutive fructueuse. Une étude, menée en collaboration avec l'université de Bâle et publiée récemment dans Nature, explore chez les bovins, la base génétique de la réduction du nombre de doigts qui a permis l'adaptation évolutive de cette espèce à la course.

Contexte et enjeux

De même que les souris et les humains, les Artiodactyles (ongulés à nombre pair de doigts) primitifs possédaient un squelette pentadactyle. Progressivement, ce squelette a été modifié, avec une réduction et une élongation des doigts, conférant aux Artiodactyles un avantage évolutif pour la course sur une grande variété de terrains. Parmi eux, les bovins, ne possèdent que deux ergots rudimentaires et deux doigts symétriques et allongés.

Pour comprendre quelles altérations moléculaires pouvaient être responsables de cette adaptation, nous avons entrepris une étude de l'activité des principaux gènes contrôlant le développement des membres, sur des embryons de souris et de bovins.

Résultats

Les premières étapes du développement des membres chez le bovin présentent une ressemblance frappante avec la souris. Cependant,  l'asymétrie de l'expression des gènes est rapidement perdue chez le bovin, et nous avons pu en identifier la cause.

En effet, la régulation du gène Ptch1, qui code pour le récepteur du morphogène SHH (Sonic Hedgehog), est modifiée spécifiquement dans le mésenchyme du bourgeon de membre bovin, en raison d'une altération d'un élément cis-régulateur de ce gène.  

Cette altération a également été retrouvée chez le porc, comme le confirme le travail d'une équipe américaine, publié dans le même journal (Cooper et al, 2014).

Perspectives

Ces travaux démontrent la plasticité remarquable des mécanismes qui ont présidé à l'évolution des membres.

Le bovin, s'est révélé un modèle extrêmement original, complémentaire de la souris, pour cette étude d'évo-dévo.

Valorisation

Javier Lopez-Rios *, Amandine Duchesne *, Dario Speziale, Guillaume Andrey, Kevin A. Peterson, Philipp Germann, Erkan Ünal, Jing Liu, Sandrine Floriot, Sarah Barbey, Yves Gallard, Magdalena Müller-Gerbl, Andrew D. Courtney, Christophe Klopp, Sabrina Rodriguez, Robert Ivanek, Christian Beisel, Carol Wicking, Dagmar Iber, Benoit Robert, Andrew P. McMahon, Denis Duboule & Rolf Zeller. Attenuated sensing of SHH by Ptch1 underlies evolution of bovine limbs. Nature, 2014, 511 (7507): 46–51.

* Joint first authors

 

doi:10.1038/nature13289

Date de modification : 14 septembre 2023 | Date de création : 05 septembre 2014 | Rédaction : A. Duchesne - Edition P. Huan