L'abeille, le requin-zèbre ou encore le varan de Komodo, certaines espècesespèces sont capables de se reproduire sans avoir recours à la reproduction sexuée. Grâce à la parthénogenèse, une stratégie qui permet à un individu issu de gamètes pourtant non fécondés de se développer. Une stratégie qui semblait hors de portée des mammifèresmammifères, jusqu'à ce que des chercheurs s'intéressent à la question.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'Académie des sciences chinoise annoncent avoir produit des souris saines - et elles-mêmes capables de se reproduire - à partir de deux mères. Ils précisent qu'ils ont également donné naissance à des souris issues seulement de deux pères. Mais celles-ci n'ont pas survécu plus de 48 heures.

Précisons que chez les mammifères, certains gènes sont inactivés au cours du développement de la lignée germinale. Et ce, selon un profil défini et complémentaire qu'il s'agisse d'un ovocyte ou d'un spermatozoïde. Cette « empreinte génomique parentale » permet à deux noyaux de sexes opposés qui fusionnent de former un œuf présentant tous les gènes actifs et indispensables au développement de l'embryonembryon. En jouant sur cette empreinte génomiquegénomique, des chercheurs étaient déjà parvenus à donner naissance à des souris bimaternelles, mais présentant de sérieux défauts.

Les chercheurs chinois sont non seulement parvenus à produire des souris avec deux mères, mais aussi, comme celle ici en photo, des souriceaux avec deux pères. © Leyun Wang, l’Académie des sciences chinoise

Des souris avec deux pères aussi

Les souris viables des chercheurs chinois ont vu le jour grâce à des cellules souches embryonnaires haploïdeshaploïdes. Des cellules qui ne contiennent qu'un seul ensemble de chromosomeschromosomes, provenant d'un seul parent. Celles-ci ont été implantées dans un œuf issu d'une autre souris femelle après suppression de trois régions de leur génome. De quoi permettre aux chercheurs de produire 29 souris en pleine santé à partir de 210 embryons.

Notez que dans le cas des souris bipaternelles, la méthode est un peu plus compliquée. Les cellules haploïdes contenant l'ADNADN d'un parent masculin ont subi la suppression de sept régions clés de leur génome. Elles ont ensuite été injectées, avec le spermesperme d'un autre mâle, dans un ovuleovule dont le noyau avait été retiré avant d'être transplanté dans une souris mère porteuse. Douze de ces souris ont vu le jour, mais sans survivre plus de quelques heures.

L'avantage de la méthode, expliquent les chercheurs, c'est que les cellules haploïdes ressemblent plus à des cellules germinalescellules germinales primordiales. « L'empreinte génomique inscrite dans les gamètes y est peu présente », explique Baoyang Hu, l'un des auteurs de l'étude.

La méthode pourrait-elle être appliquée à d'autres mammifères ? Pas dans l'immédiat, car il faudra d'abord identifier les gènes responsables de l'empreinte génomique parentale, des gènes particuliers à chaque espèce. « Ces travaux nous montrent toutefois que c'est possible. Que les défauts observés par le passé chez les souris bimaternelles peuvent être effacés et que les barrières de la reproduction bipaternelles peuvent être franchies », précise Wei Li, un autre chercheur.

Naissance d'une souris ayant pour parents deux femelles

Un nouveau dogme de la biologie vient d'être mis à mal par une expérience réalisée au Japon. Une équipe de chercheurs vient de publier ses résultats concernant la naissance d'une souris ayant pour parents deux femelles. C'est la première fois qu'un mammifère est obtenu sans l'intervention d'ADN provenant d'un mâle. Il est probable que cette révolution aura des répercussions sur nos connaissances en embryologie, reproduction assistée, voire même le clonageclonage.

Article du Dr. OlivierOlivier Namy paru le 23/04/2004

Jusqu'à présent la naissance d'un mammifère à partir de deux femelles était jugée impossible. Mais la naissance de la souris nommée "Kaguya", sans l'emploi de spermatozoïdes ou de cellules mâles remet en cause ce dogme établi.

Kaguya a donc été obtenue grâce à la fusionfusion du matériel génétiquematériel génétique de deux souris femelles. Pourtant de nombreuses études d'embryologies indiquaient qu'un tel embryon ne pouvait pas se développer. Ce mode de reproduction (appelé parthénogenèseparthénogenèse) est cependant retrouvé dans la nature dans quelques espèces, comme les arthropodesarthropodes ou les lézards. Il est indépendant de la fécondationfécondation, l'œuf est alors la seule source de matériel génétique du futur embryon. Chez les mammifères, la parthénogenèse peut être initiée par un choc électrique ou chimique. Ce choc provoque le maintient du globule polaireglobule polaire (normalement éjecté lors de la fécondation par le spermatozoïde), celui-ci est alors utilisé comme source de matériel génétique pour reformer le noyau diploïdediploïde. Cependant dans toutes les expériences réalisées, l'embryon ne s'est pas développé plus de quelques jours.

La raison de l'absence de ce développement est partiellement connue. Il s'agit d'un phénomène appelé "empreinte génomique parentale". Au cours de la maturation de l'ovocyte et du spermatozoïde certains gènes sont inactivés par l'ajout d'un groupement méthyle (méthylationméthylation). Le profil d'inactivation est différent et complémentaire entre la cellule mâle et la cellule femelle. Ainsi lorsque les deux noyaux fusionnent au sein de l'œuf, tous les gènes clefs actifs sont présents et permettent ainsi le développement de l'embryon.

L'équipe de l'université d'agricultureagriculture de Tokyo, a contourné le problème de l'empreinte génomique parentale, en modifiant un des deux œufs pour le faire ressembler à une cellule mâle. Tout d'abord, un des ovocytes utilisés etait immature, à ce stade il est probable que l'empreinte parentale ne soit pas encore en place, ce qui évite "l'étiquetage maternelle" du génome. Ensuite, cette ovocyte provient d'une souris manipulée génétiquement. Deux gènes ont en effet été modifiés dans cette souris pour pouvoir mener à bien cette expérience. Le gène H19 qui est un gène habituellement soumis à l'empreinte parentale et une région du gène Igf2 qui a pour rôle d'éteindre ce gène. Ces deux gènes interviennent dans le développement de l'embryon, habituellement le gène Igf2 n'est actif que dans les gamètes mâles. Ainsi un œuf transgéniquetransgénique modifié de cette manière, possède une empreinte génétiqueempreinte génétique très similaire à celle d'une cellule mâle.
Ensuite le noyau de cet œuf a été transféré dans un œuf femelle mature. Parmi les 457 essais effectués, 10 ont donné un embryon, dont un seul s'est développé normalement. Maintenant, Kaguya a 14 mois, elle semble tout à fait saine et a même donnée naissance à des souriceaux.

Evidemment, la question se pose de savoir si une telle technique pourrait être utilisée chez l'Homme. Il est clair qu'en l'état actuel des choses la réponse est non, puisque pour y arriver les chercheurs ont dû faire appel à la transgenèsetransgenèse et manipuler ainsi le génome des souris pour les rendre compatibles, chose difficilement envisageable chez l'Homme. Bien sûr, cela poserait aussi de nombreux problèmes éthiques. Il n'est pas non plus envisagé que cette technique puisse être utilisée pour l'assistance à la procréation, elle est difficile, peu efficace (1 naissance sur 460 essais!) et surtout, le risque de séquellesséquelles est très important. Cependant, cette expérience va nous permettre de mieux comprendre certaines étapes du développement, ainsi que les gènes qui y sont impliqués. Une des conclusions majeures de ce travail, est que l'empreinte génomique parentale est la clef permettant d'empêcher la parthénogenèse chez les mammifères. Le gène Igf2 semble être un des gènes qui contrôlent ce processus. Cependant les chercheurs indiquent qu'il est probable que de nombreux autres gènes interviennent dans le processus, et que pour obtenir une technique efficace, il sera sans doute nécessaire de les muter.
Ce travail devrait aussi permettre de mieux comprendre les échecs liés au clonage, puisqu'il est probable qu'un certain nombre soient liés à des problèmes au niveau de l'empreinte génomique parentale.