Pléiotropie antagoniste - Théorie de l’accumulation des mutations
Pléiotropie antagoniste
La pléiotropie antagoniste est une théorie portant sur la génétique élaborée par le biologiste George C. Williams en 1957 pour trouver la cause du vieillissement.
Sommaire
[masquer]But
Peu de temps après la découverte de la structure de l’ADN, les scientifiques ont tenté d’expliquer le vieillissement d’un point de vue génétique.
Théorie de l’accumulation des mutations
La pléiotropie antagoniste se base sur la théorie de l’accumulation des mutations, élaborée par le prix Nobel de médecine Peter Medawar, un britannique. Selon cette théorie, le vieillissement survient à cause des mutations génétiques délétères. Cependant, les effets de ces mutations ne se manifestent qu’après un certain âge situé après la période pendant laquelle la reproduction se fait normalement, de sorte que la sélection naturelle ne pourrait éliminer les gènes, qui se transmettent ainsi de génération en génération, entraînant le vieillissement, puis la mort, des personnes ayant ces gènes. Il y a une accumulation des mutations délétères. Cette théorie est, aujourd’hui, toujours en vigueur.
La pléiotropie antagoniste
La théorie de Williams va un peu plus loin que celle de Medawar. Le biologiste américain affirme que les gènes qui causent le vieillissement ne sont pas éliminés par l’évolution non seulement parce que leurs effets délétères se manifestent après la période de reproduction, mais aussi parce que les gérontogènes (gènes du vieillissement) ont un effet bénéfique avant la reproduction.
Les gérontogènes sont donc pléiotropes : ils induisent un bénéfice précoce et un effet néfaste tardif. Par exemple, les gérontogènes peuvent faciliter un organisme à se reproduire et, après la période de reproduction, les mêmes gènes peuvent faire vieillir l’organisme.
Autrement dit, selon la théorie, vieillir serait le prix à payer pour de meilleurs aptitudes à la reproduction.
Confirmation expérimentale
Le retrait du gène pit 1, chez la souris, entraîne du nanisme et des problèmes de reproduction, voire la stérilité. Cependant, la durée de vie de la souris est allongée. Le gérontogène pit 1 est donc pléiotrope.
Plusieurs tests effectués sur d’autres animaux ont permis d’allonger leur espérance de vie, tout en diminuant certaines de leurs facultés de reproduction.
Possibilités pour l’avenir
Le retrait de gérontogènes chez l’humain permettrait-il d’allonger son espérance de vie? Plusieurs, comme les transhumanistes, croient en le génie génétique pour accomplir de tels exploits. Les tests n’ont pas encore été faits, et les scientifiques feraient face à un dilemme moral : peut-on volontairement essayer d’allonger une vie humaine en sachant que la personne pourrait ne pas être apte à se reproduire correctement ?
Notes et références
PARIS - Des gènes qui ont un impact sur le vieillissement du cerveau et de la mémoire ont été mis en évidence pour la première fois par des équipes internationales dans des travaux relatifs à la maladie d'Alzheimer.
La revue Nature Genetics publie dimanche deux grandes études internationales (Charge et Enigma) qui ont permis d'identifier des modifications génétiques héréditaires associées à une accélération du vieillissement cérébral, et en particulier de l'hippocampe, une structure profondément enfouie dans le cerveau, qui joue un rôle primordial pour la mémoire.
Selon les calculs des scientifiques, ces mutations très répandues aboutiraient à provoquer un vieillissement prématuré de quatre années en moyenne.
L'hippocampe rétrécit avec l'âge, mais si ce phénomène s'accélère, cela peut rendre plus vulnérable à la maladie d'Alzheimer, suggère le neurologue américain Charles DeCarli (Université de Californie), co-auteur de travaux paraissant dans la revue.
L'atrophie, une réduction importante de la taille de l'hippocampe, est une marque de la maladie d'Alzheimer et d'autres démences.
L'étude internationale Charge, pilotée en France par Christophe Tzourio (neuroépidémiologie, Inserm, Bordeaux) montre que certaines de ces mutations touchent quatre gènes susceptibles d'accélérer le rétrécissement de cette région du cerveau si importante pour la mémoire.
Il s'agit de gènes impliqués entre autres dans la mort des cellules (gène HKR) et le développement de l'embryon (WIF1) ou encore le diabète (DPP) et la migration neuronale (ASTN2).
L'étude comprend l'analyse des génomes et des IRM cérébrales (dont 2.000 réalisées en France) de 9.232 participants âgés de 56 à 84 ans (avec ou sans démence) appartenant à de grandes cohortes européennes et américaines.
Les chercheurs ont repéré 18 mutations, situées sur le chromosome 12 et "associées de manière significative à une réduction du volume de l'hippocampe". Deux autres mutations, sur les chromosomes 2 et 9, associées à la diminution de volume de cet organe ont également été relevées.
"La plus forte association dite "rs7294919", située sur le chromosome 12, est confirmée par les deux consortiums Enigma et Change, et porte sur un petit changement d'une lettre du code génétique (un T qui remplace un C)", souligne Christophe Tzourio.
Sur le plan cérébral, chaque copie de la mutation ferait vieillir de 4 ans, et lorsqu'on a hérité de deux copies, ce phénomène de vieillissement prématuré, avec réduction de l'hippocampe, serait d'au moins huit ans, ajoute le chercheur français.
"Comprendre comment ces gènes affectent le développement et le vieillissement de l'hippocampe pourrait nous fournir de nouveaux outils pour retarder les pertes de mémoire liées au vieillissement et peut-être réduire l'impact de maladies comme la maladie d''Alzheimer", souligne le Dr DeCarli.
L'Américain Paul Thompson (UCLA) co-auteur de l'étude Enigma (incluant 21.151 sujets sains) souligne, pour sa part, un aspect incident de ce travail. Il pointe ainsi une relation entre une variation génétique, également d'une lettre, sur le gène HMGA2 observé chez des personnes présentant un cerveau de bonne taille et de meilleures performances aux tests de QI, sur la base d'une étude auprès de 1.642 jumeaux adolescents australiens.
"L'effet est petit", selon lui, mais serait "visible" en faisait un test de QI.
Il faudrait faire d'autres tests de performance intellectuelle et d'abord confirmer cette corrélation avec le gène HMGA2, avant de parler de gène de l'intelligence, met en garde Christophe Tzourio.
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->
<!--[if !supportLists]-->
<!--[endif]-->À ce jour, deux théories complément
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->
Accumulation des mutations (P. Medawar – 1952). Les gérontogènes seraient des gènes mutés aux effets néfastes. Leur période d'action n'intervenant qu'après le période propice à la procréation, dans une tranche de temps durant laquelle la sélection naturelle à moins d'effet.
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->
La pléiotropie antagoniste (G. Williams – 1957). Les gérontogènes possèdent un fonctionnement aux effets contraire selon la période de vie: ils augmentent le potentiel reproductif durant la période de fécondité et reprenant leurs effets délétères durant la période de vieillesse. Phénomène évidemment favorable pour être retenu par la sélection naturelle.