Comment les scientifiques ont-ils réussi à créer une souris à six pattes

A sinistra, un normale embrione di topo. A destra, l'embrione a sei zampe creato dagli scienziati / Credit: Anastasiia Lozovska et al., Nature Comunications

L’embryon a été créé dans un laboratoire portugais en intervenant sur un gène du récepteur Tgfβ 1 (Tgfbr1), qui joue un rôle clé dans le contrôle de la formation des membres postérieurs et des organes génitaux externes.

A sinistra, un normale embrione di topo. A destra, l'embrione a sei zampe creato dagli scienziati / Credit: Anastasiia Lozovska et al., Nature Comunications

A gauche, un embryon de souris normal. A droite, l’embryon à six pattes créé par des scientifiques / Crédit : Anastasiia Lozovska et al., Nature Comunications

Un embryon de souris à six pattes, avec deux pattes supplémentaires à la place des organes génitaux, a été créé dans un laboratoire portugais afin d’élucider le rôle du récepteur du facteur de croissance transformant β de type 1 (Tgfβ 1), une protéine qui régule de nombreux aspects du développement embryonnaire et dont les mécanismes de signalisation sont encore peu clairs. Il a précédemment été démontré que le récepteur Tgfβ 1 est impliqué, entre autres, dans la régulation de la formation des membres postérieurs et des organes génitaux externes des tétrapodes, principalement à travers des études génétiques menées sur des embryons de souris.

Cependant, il n’était pas connu que, pendant l’embryogenèse, l’absence du gène du récepteur Tgfβ 1 (Tgfbr1) conduit à la formation d’une paire de membres postérieurs supplémentaires, au détriment des organes génitaux externes. C’est ce qu’a découvert une équipe de l’Institut Gulbenkian de sciences d’Oeiras, au Portugal, qui a pour la première fois montré le rôle crucial de cette voie de signalisation dans le développement des embryons de souris. Les résultats de leurs recherches ont récemment été publiés dans la revue Nature Communications.

Une souris à six pattes montre le rôle du récepteur Tgfβ 1 dans l’embryogenèse

Les chercheurs savent depuis longtemps que, chez la plupart des animaux quadrupèdes, tels que les rongeurs, les membres postérieurs et les organes génitaux externes proviennent des mêmes structures primordiales. La régulation du développement de ces structures implique différents facteurs, dont certains sont des voies de signalisation, dont celle médiée par le récepteur Tgfβ 1, qui joue un rôle clé dans l’activation de la transition du tronc vers la queue, en lançant également la séquence qui contrôle la formation des membres postérieurs et des organes génitaux externes.

Pour découvrir comment le récepteur Tgfβ 1 régule le développement des différentes structures, les chercheurs ont agi sur le gène codant pour Tgfβ 1, appelé Tgfbr1, en l’inactivant par des techniques d’ingénierie génétique à mi-développement. Les embryons de souris ainsi modifiés ont montré plus d’altérations dans leur développement.

Un normale embrione di topo (A) con quattro zampe. In B e C, un embrione di topo in cui il gene Tgfbr1 è stato inattivato a metà dello sviluppo: ha sei zampe (due posteriori in più, a scapito dei genitali) e molti dei suoi organi interni che sporgono dall'addome / Credit: Anastasiia Lozovska et al., Nature Comunications

Un embryon de souris normal (A) à quatre pattes. En B et C, un embryon de souris dans lequel le gène Tgfbr1 a été inactivé à mi-développement : il possède six pattes (deux pattes postérieures supplémentaires, au détriment des organes génitaux) et de nombreux organes internes dépassant de l’abdomen / Crédit : Anastasiia Lozovska et al., Nature Communications

« La caractéristique la plus importante des mutants était la duplication des membres postérieurs au détriment des organes génitaux externes – expliquent les chercheurs dans l’étude – La nature des membres dupliqués a été confirmée par la présence de structures squelettiques qui, bien que variables dans leur morphologie, étaient clairement identifiées comme appartenant à des membres. »

La découverte, ont ajouté les chercheurs, dirigés par le biologiste du développement Moisés Mallo, pourrait avoir des implications importantes dans la compréhension des processus morphogénétiques et des maladies, en clarifiant par exemple si Tgfβ 1 et d’autres membres de la même voie de signalisation sont impliqués dans des processus physiologiques et pathologiques, tels que la fonction immunitaire et le cancer métastatique. Les chercheurs examinent également si le même mécanisme est à la base du développement de l’emipenis chez les reptiles, un double pénis qui, chez les serpents, se forme à partir d’organes primordiaux à la place des membres.