Oeuvre au noir

Imaginez des drosophiles, minuscules mouches ébène, dans l’obscurité totale pendant plus de 60 ans… noir sur ton de noir…

L’expérience qui évoque cette image a donné lieu à une publication de génétique toute récente (février 2016). Elle a pourtant commencé en 1954, quand un chercheur japonais, Syuiti Mori, a l’idée de mettre un drap noir au-dessus d’une colonie de drosophiles. 61 ans après, et  1500 générations plus tard, des douzaines de variations génétiques ont été identifiées, qui pourraient aider les descendants de ces drosophiles à se multiplier dans l’obscurité totale.

Au début des années 1950, pour placer les drosophiles dans la plus complète obscurité, Syuti Mori les maintient dans des flasques, elles-mêmes conservées dans un large pot couvert d’un drap noir et dont les parois ont été peintes en noir. Les soins leur sont apportés dans l’obscurité, seulement atténuée par une lumière rouge (que cette espèce ne peut pas voir) si besoin. Ainsi est née une lignée de mouches totalement élevée à l’obscurité : « Dark-Fly ». A sa retraite, le docteur Mori transfère cette lignée à ces collègues de l’université de Kyoto, qui l’on ainsi maintenue jusqu’à présent (soit pendant 1500 générations). Aujourd’hui, les drosophiles Dark-Fly ont une morphologie pratiquement identique à leur cousines sauvages, avec quelques subtiles différences toutefois. Soudainement placées à la lumière, elles sont plus mobiles que leur congénères, elles sont aussi plus sensibles à certaines odeurs, et présentent de plus longues soies (organes de réception sensorielle). Mais sont-elles vraiment plus adaptées à l’obscurité? Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont élevé des mouches Dark-Fly avec leurs homologues sauvages, en les laissant se reproduire librement, pour ensuite tester à la génération suivante, l’origine génétique des drosophiles nées de ces croisements. Ils ont ainsi montré que lorsque l’expérience est menée à l’obscurité, Dark-Fly a un avantage compétitif pour la reproduction sur le sauvage (elle produit plus de descendants).

Peut-on expliquer génétiquement cet avantage?

La séquence du génome complet de Dark-Fly a été obtenue, ce qui a permis d’identifier des mutations ponctuelles par rapport au sauvage (des SNP, au nombre de 220 000). Mais combien d’entre celles-ci sont-elles vraiment associées à l’adaptation précédemment mise en évidence ? Pour répondre à cette question, ils ont élevé ensemble les drosophiles sauvages et Dark-Fly, les laissant se croiser librement pendant 49 générations. Deux populations sont ainsi élevées parallèlement, à partir du même mélange initial de drosophiles : l’une en obscurité totale et constante, l’autre dans des conditions normales d’alternance jour/nuit. Ils ont ensuite comparé les séquences des génomes des mouches au début et à la fin de l’expérience et ont recherché parmi les variants de gènes issus de Dark Fly ceux qui deviennent plus fréquents quand les croisements se déroulent en conditions d’obscurité. Ils ont ainsi pu identifier 28 régions du génome de Dark Fly,  réduites ensuite à 84 gènes. Se trouvent parmi ceux-ci des candidats susceptibles d’être associés à des traits adaptatifs à la vie (et la reproduction) dans le noir complet (des récepteurs chimiques, des gènes impliqués dans la synthèse des phéromones, dans la formation des souvenirs olfactifs ou le cycle circadien).

Un monde de subtiles variations, de cassures et de relief se dessine dans le noir. Inédit né de l’absence et du hasard.

Pierre Soulages

L’article en question…

Dynamics of Dark-Fly Genome Under Environmental Selections. Izutsu, M.et al.. Genes Genomes Genet, février 2016.

 http://www.g3journal.org/content/6/2/365.full.pdf+html

 Et un commentaire dans Nature…

Flies reared in the dark for 60 years give up their genetic secrets