Gène de segmentation

Définition

Un gène de segmentation est un gène zygotique régulateur du développement qui détermine le nombre et la polarité des segments. Les gènes à polarité des segments agissent à l'intérieur de chacun des segments, pour déterminer les compartiments antérieur et postérieur. Chez la drosophile, on en compte 22. Les gènes zygotiques sont étudiés en épigénétique.

Une caractéristique déterminante des insectes (en fait, de tous les arthropodes) est la subdivision du corps en unités segmentaires répétitives. Une vingtaine d'années de génétique moléculaire ont permis de bien comprendre comment les segments se développent chez la drosophile, mais est-ce valable pour tous les insectes, ou le mécanisme de segmentation a-t-il radicalement changé au cours de leur évolution ?

Les gènes de segmentation :

Le schéma présente trois classes de gènes zygotiques : gène de segmentation à droite, gène Pair Rule au milieu et gène Gap à gauche.

Explications

Des travaux récents ont révélé que les orthologues de plusieurs gènes de segmentation sont exprimés dans l'embryon de sauterelle, selon des schémas ressemblant à ceux présentés chez la drosophile. Cela suggère que, malgré de grandes différences entre les embryons, une hiérarchie de la fonction du gène de polarité écart/paire - règle/segment peut être une caractéristique partagée et ancestrale de la segmentation des insectes.

⭐ Des indices provenant d'études récentes sur les embryons de sauterelles suggèrent que les mécanismes sous-jacents de la segmentation des insectes peuvent être plus conservés qu'on ne le pense.
⭐ La groseille à maquereau inverse le compartiment postérieur dans chaque segment et laisse les denticules (sur le compartiment antérieur) intacts.

Une expression anormale de gènes de segmentation neurale peut provoquer des neuromères anormaux ou une expression ectopique de gènes dans des neuromères auxquels ces structures n'appartiennent pas (les généticiens n'utilisent pas du tout le terme hétérotopique). Parfois, des neuromères entiers peuvent être supprimés, comme l'EN2, provoquant une agénésie du mésencéphale et du métencéphale avec hypoplasie cérébelleuse. La malformation de Chiari semble être un trouble de la segmentation du tube neural.

✅ L'oeuf d'insecte est généralement gros, avec une masse de jaune central à l'intérieur de laquelle les noyaux subissent des divisions précoces. Ils se déplacent vers le cytoplasme périphérique qui est ensuite transformé d'un syncytium dans la couche cellulaire du blastoderme. Les insectes varient considérablement dans la façon dont l'embryon segmenté est formé. Dans le développement de longs germes, comme chez la drosophile, la majeure partie du blastoderme contribue à l'embryon et les segments se forment tôt et plus ou moins simultanément. Chez les insectes à germes courts, comme la sauterelle, par contre, l'embryon provient d'une petite région du blastoderme cellulaire et forme des segments séquentiellement lorsque son axe antéro-postérieur est prolongé par la croissance.

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