Sujet:      | Mammalian and Octopus eyes- a second look
Date:       | 28 février 2011
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Pour la pieuvre, ils ont produit une banque de séquences d’ADNc issues d’yeux de pieuvre et en ont fini par obtenir environ 2824 « séquences non redondantes » à étudier. Parmi celles-ci, 1052 ont été associées à une protéine. Sur ces mille protéines, seules 691 étaient des protéines dont la fonction est connue.

2) Les auteurs ont utilisé 3809 gènes oculaires humains de BodyMap et 2430 gènes humains de tissu conjonctif de BodyMap, comparés aux 1052 gènes de la pieuvre qui correspondaient à une protéine. Ils ont trouvé que « 162 gènes sont exprimés communément entre yeux de pieuvre et yeux humains tandis que seulement 44 gènes sont exprimés communément entre yeux de pieuvre et tissu conjonctif humain. » Je ne comprends pas du tout cela, car parmi les 1052 gènes impliqués il y a 111 gènes pour des enzymes et 39 pour des protéines ribosomales, et à la fois les yeux de pieuvre et le tissu conjonctif humain réalisent la glycolyse, le cycle de Krebs et la synthèse des protéines, avec toute la biochimie cellulaire de base en commun. Il y a certainement plus de 44 gènes partagés ! Mais c’est ce que dit l’article. Note : ces chiffres indiquent seulement les gènes
exprimés communément parmi ceux associés à des protéines connues. Cela ne représente qu’environ 1/3 des gènes totaux exprimés dans les cellules.

Je ne prétends pas avoir dissipé la confusion avec ces informations. Je ne fais que répéter ce que les auteurs écrivent, ce qui, à mon avis, ne fait qu’ajouter à la confusion.

3) L’ancêtre commun des bilatériens a très probablement eu un bon système nerveux central avec un élargissement antérieur appelé cerveau et des organes sensoriels spécialisés, notamment des photorécepteurs qui peuvent être appelés des yeux. Ce sont des caractéristiques de tous les animaux bilatéraux.

Pendant de nombreuses décennies, on a compris qu’il existait fondamentalement deux types distincts de cellules photoréceptrices : celles dérivées de cellules ciliées (comme les tiges et cônes des vertébrés) et celles dérivées de cellules portant des microvillosités au lieu de cils (les récepteurs de type « rhabdomère ») trouvés chez les protostomes comme les insectes et les mollusques. Cela a conduit à la notion que les photorécepteurs avaient évolué indépendamment chez les protostomes (branche des insectes et mollusques) et les deutérostomes (branche des échinodermes et cordés/vertébrés). Cependant, il se trouve que certains bivalves et scallops ont des photorécepteurs ciliaires et certaines étoiles de mer ont des photorécepteurs à microvillosités. Mais le changement majeur fut la découverte que le gène Pax6 est un gène de contrôle maître pour produire des yeux et qu’il est largement conservé chez tous les animaux bilatéraux, protostomes et deutérostomes. Le PAX6 de la souris peut déclencher le développement de l’œil chez la mouche à fruits ! Cela impose la conclusion que la production des yeux devait être présente chez l’ancêtre bilatéral.

Malheureusement, Pax6 n’est pas exprimé chez la pieuvre. C’est encore l’un de ces contretemps qui apparaissent sans cesse en biologie : Pax6 est présent dans les yeux non-caméra des scallops et dans les yeux-caméra des calmars, ce qui donne l’impression que Pax6 devrait y être pour faire son travail. De plus, Pax6 fait beaucoup d’autres choses que de contrôler les yeux : il est impliqué dans la production de neurones olfactifs spécialisés et se retrouve également dans le pancréas ainsi que dans de nombreuses parties du système nerveux.

Mon impression est que vous ne trouverez jamais un gène régulateur ou de contrôle ayant « cette fonction précise et uniquement cette fonction », comme « construire un œil ». Pour relier les gènes au phénotype, il faut un ensemble de gènes qui interagissent ensemble dans le bon motif et la bonne séquence ; aucune gène spécifique n’a une fonction spécifique unique. C’est comme demander « quelle est la fonction précise de ce transistor ou de ce circuit NAND dans le CPU de cet ordinateur ? » Eh bien, cela dépend de ce que l’ordinateur fait à ce moment. Il y a une fonction spécifique, mais c’est une notion très technique liée aux détails de bas niveau du fonctionnement interne de l’ordinateur. De même, la « fonction » d’un gène a un sens très technique dans les détails de bas niveau du fonctionnement interne de la cellule, mais ne peut réellement être reliée à la morphologie globale ou au phénotype de l’organisme final. Ce que nous disons à la place, c’est que « les perturbations de Pax6 provoquent de graves malformations du système visuel comme effet immédiatement le plus perceptible ». C’est pourquoi on appelle ce gène le « gène de contrôle de l’œil » bien qu’il ait de nombreuses autres fonctions importantes dans d’autres tissus qui sont simplement moins évidentes en inspection superficielle.

Il n’existe pas de gène ou d’ensemble de gènes de « l’œil à caméra » que l’on puisse trouver partagé entre les céphalopodes mollusques et les vertébrés. Il existe des gènes régulateurs qui, assemblés dans les bons ensembles, produisent des structures complexes. Ceux-là, nous les partageons avec tous les animaux. La manière dont nous les combinons dans des ensembles différents varie énormément à travers le règne animal.