Exploitation pédagogique Alimentation maternelle et phénotypes du pelage des souris

Alimentation maternelle et phénotypes du pelage des souris Avy//a

• Les deux lots de souris de ce document ne diffèrent que par l’alimentation reçue par les mères gestantes de génotype a//a pendant la gestation et la lactation. Les différences entre les phénotypes des deux groupes de descendants Avy//a peuvent donc être attribuées à l’enrichissement de l’alimentation en nutriments favorisant la méthylation de l’ADN reçus par les souriceaux d’un groupe durant leur vie fœtale et durant les 21 jours qui suivent la naissance, avant le sevrage.
• On constate que la fréquence des souris au phénotype tacheté est à peu près la même dans les deux groupes. En revanche, la fréquence des phénotypes témoignant d’une forte expression de l’allèle A^vy (jaune + légèrement tacheté) est nettement plus élevée dans le groupe non supplémenté que dans l’autre : 59% contre 33%. Inversement, les phénotypes résultant d’une faible expression de l’allèle A^vy (fortement tacheté et pseudo agouti) sont plus fréquents dans le groupe supplémenté.
• L’apport dans l’alimentation maternelle d’un supplément de nutriments contribuant à la méthylation de l’ADN a donc pour effet global d’augmenter la probabilité pour que l’allèle A^vy s’exprime peu chez les souris de génotype Avy//a. Connaissant l’effet de la méthylation sur l’intensité d’expression d’un gène, on peut dire que l’alimentation maternelle en augmentant la probabilité de méthylation de la région régulatrice de l’allèle A^vy, fait que la probabilité pour que les descendants Avy//a aient un phénotype fortement tacheté ou pseudo agouti est plus grande.
• Cet exemple illustre un nouvel aspect des relations entre génotype, environnement et phénotype, nouveau domaine d’étude en plein essor actuellement. Le fait important est que le marquage épigénétique d’un gène durant la vie fœtale, sous l’effet de facteurs d’environnement, retentit sur le phénotype de l’adulte. La méthylation de l’allèle A^vy dans l’exemple du modèle de la souris agouti se réalise très tôt au cours du développement dans les cellules embryonnaires à l’origine des cellules de la peau. Elle se transmet ensuite au cours des mitoses et se retrouve chez les cellules de l’adulte. Il y a donc une hérédité cellulaire des marqueurs épigénétiques. Chez les souris aux phénotypes plus ou moins tachetés, les cellules embryonnaires cutanées ont été différemment méthylées durant la vie embryonnaire et ces différences se retrouvent dans les cellules plus tard, d’où des variations dans l’expression de l’allèle A^vy suivant les territoires de la peau.
• Quand il s'exprime fortement, l'allèle A^vy s'exprime dans tous les tissus et non uniquement dans la peau. Sa forte expression chez la souris jaune est impliquée dans l'obésité, la fréquence du diabète et la prédisposition au cancer chez ces souris. Les auteurs ont voulu voir si l'alimentation riche en nutriments donneurs de radicaux méthyl avaient un impact non seulement sur la couleur de la peau mais aussi sur le poids des souris. La figure indique les résultats obtenus.
  
•  Quand on compare l’évolution du poids des souris de phénotypes extrêmes (jaune et pseudo agouti), on constate que dès la dixième semaine, le poids moyen des souris jaunes est nettement supérieur à celui des souris agouti : 35g contre 25g ; cette différence s’accroît par la suite : 55g contre 35 à la soixantième semaine.
• On constate toutefois qu’il n’y a pas de différence significative dans l’évolution du poids des phénotypes allant du jaune au fortement tacheté. Seule une très forte méthylation de l’ADN en inhibant l’expression de l’allèle A^vy a des répercussions sur le poids de la souris.
• Cet exemple supporte l’idée que l’alimentation maternelle pendant la gestation ou peu après la naissance peut avoir des répercussions sur des aspects phénotypiques de l’adulte, par exemple favoriser l’apparition d’une obésité qui peut contribuer au déclenchement d’une maladie métabolique comme le diabète. Mais bien entendu, il faut être prudent quand on veut transférer à l’espèce humaine les conclusions du modèle de la souris agouti. En particulier, on n’a pas mis en évidence dans le génome humain la présence d’un allèle d’un gène de susceptibilité à l’obésité susceptible d’une méthylation variable suivant les individus et influencée  par l’environnement.