Des poulets génétiquement modifiés pour développer les péronés de leurs ancêtres, les dinosaures

Fibula-poulet-dino

Jusqu’à encore récemment, l’un des plus grands mythes de la science était que tous les dinosaures ont disparu depuis 65 millions d’années. Mais grâce à de nouvelles découvertes de fossiles, qui ont complété nos connaissances sur les dinosaures aviaires/ à plumes, nous savons maintenant que seuls certains se sont éteints après la collision d’un astéroïde avec la Terre, d’autres ont survécu et ont donné les oiseaux avec lesquelles nous vivons aujourd’hui.

Pour comprendre comment cette évolution a eu lieu, des chercheurs chiliens ont manipulé des gènes de poulets afin qu’ils développent les fibulas (péronés) tubulaires des dinosaure, l’un des deux longs os comme celui trouvé dans un pilon.

Chez les dinosaures aviaires, tels que l’Archaeopteryx, le péroné (fibula) était un os en forme de tube qui se prolongeait jusqu’à la cheville. A proximité, le tibia atteignait une longueur similaire. Comme l’évolution a progressé à travers un groupe de dinosaures aviaires, connu sous le nom de pygostyle, le péroné est devenu plus court que le tibia, plus pointu (en écharde) et il n’atteint plus la cheville.

Alors que les embryons d’oiseaux modernes montrent encore des signes de développement de longues fibulas de dinosaure, à mesure qu’ils grandissent, ces os se raccourcissent, deviennent plus minces et plus pointus comme les os de pygostyle et ne se prolongent plus jusqu’à la cheville.

Les chercheurs, dirigés par Joâo Botelho de l’université du Chili, ont décidé d’enquêter sur la façon dont cette transition, d’un long péroné tubulaire de dinosaures à un court, mince et pointu comme chez les oiseaux, s’est produite. Ils y sont parvenus en inhibant l’expression d’un gène, appelé IHH pour Indian hedgehog homolog, qui ont induit chez les poulets la croissance de longues fibulas de dinosaure durant leur forme embryonnaire.

Image d’entête tirée de l’étude (Joâo Botelho et. col) : L’os du péroné ou fibula (en orange) chez les dinosaures est aussi long que le tibia et atteint la cheville (en haut à gauche), alors que chez les oiseaux adultes, il est en écharde et plus courte que le tibia, son extrémité inférieure manquante (en haut à droite). Cependant, les embryons d’oiseaux commencent effectivement comme des dinosaures, puis développent leur anatomie adulte (centre). La transformation peut être arrêtée par l’inhibition expérimentale de l’Indian hedgehog homolog (IHH), un gène de maturation osseuse, ce qui donne un oiseau avec un péroné de dinosaure(en  bas à droite)

Ce faisant, l’équipe a découvert quelque chose de bizarre. Le développement osseux normal connait une division cellulaire et donc l’arrêt de la croissance de la diaphyse de l’os (la partie médiane d’un os long) longtemps avant que les extrémités cessent de croitre, mais chez les poulets modernes, la croissance du péroné s’arrête d’abord au niveau des extrémités. Cela signifie que la fibula des poulets modernes voit leur croissance bloquée et ne peuvent atteindre la longueur des os de leurs anciens parents.

Les chercheurs suggèrent que la maturation précoce de l’extrémité inférieure du péroné, chez les poulets modernes, est provoquée par un os dans la cheville, appelé le calcanéum.

Selon les chercheurs :

Contrairement à d’autres animaux, le calcanéum dans les embryons d’oiseaux presse contre l’extrémité inférieure du péroné. Ils sont si près, qu’ils ont même été pris pour un seul élément par certains chercheurs.

L’équipe estime que chez les poulets normaux, les interactions entre le calcanéum et l’extrémité du péroné résultent dans des signaux qui sont similaires à ceux qui incitent la diaphyse à arrêter la croissance, ce qui empêche le péroné d’atteindre l’os de la cheville.

Mais lorsque le gène Indian Hedgehog a été désactivé, le calcanéum exprime fortement le gène pour la (production de) protéine apparentée à la parathormone (PTHrP), ce qui permet une croissance au niveau des extrémités des os. Cela a engendré des poulets dont les fibulas se reliaient à la cheville, tout comme chez l’Archaeopteryx.

Malheureusement ou heureusement, les “dinos-poules” ne permettaient pas l’étape d’incubation, mais le but de la recherche était de ne pas les élever jusqu’à l’âge adulte, mais de comprendre les processus biologiques qui ont conduit à la transition entre les jambes de dinosaures aux pattes des oiseaux modernes.

Ce n’est pas la première fois que des traits de dinosaures ont été “recréés / réactivés” chez des poulets modernes. L’an dernier, la même équipe a réalisé la croissance de pieds de dinosaures chez des poulets et, en 2015, une équipe distincte aux États-Unis a transformé des embryons de poulet afin de leur donner une forme de bec et de palais semblable à ceux de petits dinosaures.

L’étude publiée dans la revue Evolution : Molecular development of fibular reduction in birds and its evolution from dinosaurs.

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