Document : A - Effet de l'inhibition d’un gène qui code pour une enzyme, la méthyltransférase3
Problématique
Un même génome peut conduire à deux phénotypes différents en fonction de l’alimentation de la larve d'abeille. Cela implique deux patrons de développement différents et donc une expression différentielle de gènes impliqués dans le développement. Cela laisse supposer que des marques épigénétiques différentes se mettent en place en fonction de la nature de l’apport alimentaire, marques qui agissent sur l’expression des gènes.
La méthylation de l’ADN est un mécanisme épigénétique très fréquent et les chercheurs ont fait l’hypothèse qu’il était impliqué dans la genèse du polymorphisme reine-ouvrière. Les expériences suivantes permettent de tester cette hypothèse.
A - Effet de l'inhibition d’un gène qui code pour une enzyme, la méthyltransférase3
Protocole expérimental
En 2008, Kucharski et all. soumettent des larves nouvellement écloses, à un traitement reconnu pour bloquer spécifiquement, au moins en partie, un gène, le gène DNMT3 qui code pour une enzyme assurant la méthylation de l’ADN au cours du développement. L’élevage de ces larves s’effectue au laboratoire et elles ne reçoivent pas de gelée royale à partir du troisième jour.
Résultats
L’histogramme ci-dessous indique la quantité d’ARNm du gène DNMT3 présente chez les larves traitées, 23h et 48h après le début du traitement. Cette quantité est quantifiée par rapport à l’expression d’un gène de référence (d’où les valeurs indiquées en pourcentage).
Les chercheurs ont essayé de voir si le traitement subi par les larves avait effectivement affecté la méthylation de certains gènes. Pour cela ils ont étudié en particulier la méthylation d’un gène, le gène dynactin p62, connu pour s’exprimer au cours du développement de la larve (sans qu’on sache s’il est impliqué dans la création du polymorphisme reine- ouvrière). Comme pour la plupart des gènes étudiés, les sites méthylés chez l’Abeille sont situés dans les exons. Les chercheurs ont comparé la méthylation de 10 sites CpG des exons 4, 5 et 6 du gène dynactin p62 chez des larves en fin de stade L3 : larves d’ouvrières et de reines de la ruche, larves d’ouvrières élevées au laboratoire chez lesquelles on a inactivé le gène DNMT3, et larves d'ouvrières non traitées.
RNAi = Larves traitées. Le pourcentage de méthylation de chaque site CpG est indiqué dans une boîte et la moyenne pour les 10 sites indiquée au milieu.
D'après : Nutritional Control of Reproductive Status in Honeybees via DNA Methylatio. R. Kucharski, J. Maleszka, S. Foret, R. Maleszka. Science 28 March 2008:
Vol. 319 no. 5871 pp. 1827-1830. Modifié
Remarque : La recherche des CpG dans la séquence du gène dynactin p62 montre qu'ils sont positionnés dans les exons 4, 5 et 6 comme illustré sur le graphique ci-dessus et non dans les exons 5, 6 et 7 comme indiqué dans l'article de Kucharski et all.
Fichier Dynactine p62.edi pour Anagène
Phénotypes des abeilles issues de ces larves traitées et non traitées
L’histogramme suivant illustre de façon quantitative ces phénotypes.
RNAi = Larves traitées.
D'après : Nutritional Control of Reproductive Status in Honeybees via DNA Methylatio. R. Kucharski, J. Maleszka, S. Foret, R. Maleszka. Science 28 March 2008:
Vol. 319 no. 5871 pp. 1827-1830