Les protéines lancent les dés pour déterminer le sexe des abeilles
"Nous avons pu résoudre un mystère génétique qui existe depuis plus de 100 ans"
Jusqu'à présent, on ne savait pas exactement comment le sexe d'une abeille était déterminé. Une équipe de recherche de l'université Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU), composée de biologistes et de chimistes, a maintenant identifié un gène clé et le mécanisme moléculaire qui lui est associé. Dans le numéro actuel de la revue scientifique Science Advances, ils décrivent comment ce processus est similaire à un jeu impliquant deux dés.
Le sexe d'un être vivant a des conséquences importantes sur sa forme, sa fonction et son comportement. Le sexe biologique d'un organisme est généralement déterminé au début de sa vie. Chez l'homme, par exemple, c'est la présence du chromosome Y, qui détermine le sexe, qui décide de la naissance d'un homme.
Dès 1845, le prêtre silésien Johann Dzierzon s'est penché sur les mécanismes de détermination du sexe des abeilles (Apis mellifera). Il a notamment découvert la reproduction asexuée des abeilles mâles, les "faux-bourdons".
Contrairement aux humains, les abeilles n'ont pas qu'un seul chromosome déterminant le sexe. Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Martin Beye de l'Institut de génétique évolutive de l'université de Hampton a établi que le sexe est déterminé par un seul gène, appelé "Csd" (Complementary sex determiner), par le biais d'un mécanisme spécial.
Ce gène peut avoir plus de 100 variations, appelées allèles. Dans d'autres cas, par exemple chez les fleurs, les différents allèles d'un gène peuvent déterminer la couleur des pétales.
Dans le cas de la fécondation sexuelle, les chromosomes simples de l'ovule et du spermatozoïde s'assemblent pour former un ensemble de chromosomes doubles (diploïdes). Par conséquent, deux variantes du gène Csd sont désormais présentes dans chaque abeille fécondée sexuellement.
La prochaine découverte des chercheurs de Düsseldorf : Lorsque les deux allèles du gène Csd sont différents, une abeille femelle se développe. En revanche, si les allèles du gène sont identiques sur les deux chromosomes, une abeille mâle se développe. Toutefois, comme les abeilles veulent éviter ce phénomène pour éviter la consanguinité, les abeilles ouvrières n'élèvent pas ces œufs.
Il restait à savoir comment cette détermination du sexe se produit au niveau moléculaire. L'auteur principal, le Dr Marianne Otte : "Il faut savoir que chaque allèle différent du gène Csd produit une variante différente de la protéine Csd associée, toutes légèrement différentes. Nous avons pu démontrer que seules des protéines Csd différentes peuvent se lier les unes aux autres et activer ainsi un commutateur moléculaire qui détermine l'état d'abeille femelle. En revanche, si les protéines sont identiques, elles se lient différemment et le commutateur n'est pas activé. Dans ce cas, une abeille mâle se développerait, mais elle n'est pas élevée".
Le professeur Beye, dernier auteur de l'étude publiée dans Science Advances : "Cela ressemble à un jeu moléculaire impliquant deux dés : cependant, dans ce cas, le lancer qui produit un double n'est pas gagnant. Au contraire, le lancer doit produire deux nombres différents pour permettre à une nouvelle abeille - une femelle - d'être élevée".
En revanche, les faux-bourdons se développent à partir d'œufs non fécondés. Par conséquent, ces abeilles mâles ne possèdent qu'un simple jeu de chromosomes avec des protéines Csd identiques. La reine décide de ne pas ajouter de sperme à l'œuf pendant le processus de ponte.
Le Dr Otte : "Nous avons pu résoudre un mystère génétique qui existait depuis plus de 100 ans en remontant jusqu'à la fonction d'interrupteur de la protéine Csd. Le professeur Beye commente les questions de recherche à venir : Le mécanisme utilisé par les abeilles ouvrières pour déterminer si l'ovule fécondé contient deux protéines Csd différentes et s'il est donc considéré comme "femelle" est encore inconnu. Comme il fait sombre à l'intérieur de la ruche, il doit y avoir un indice olfactif".
Les résultats seront utilisés pour faire progresser les mesures de sélection des abeilles.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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