Une nouvelle étude révèle comment le régime alimentaire façonne les comportements héréditaires
La vitamine B12 est à l'origine de changements comportementaux hérités d'une génération à l'autre
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Une équipe de chercheurs du département de biologie évolutive intégrative de l'Institut Max Planck de biologie de Tübingen a découvert que la Vitamine B12 joue un rôle clé dans la transmission des souvenirs comportementaux d'une génération à l'autre. L'étude montre pour la première fois comment un nutriment du régime alimentaire peut, sans altérer le génome, influencer le comportement sur plusieurs générations.
On sait depuis longtemps que les conditions environnementales peuvent influencer la façon dont les traits sont hérités, un phénomène connu sous le nom d'héritage épigénétique transgénérationnel. Cependant, les signaux moléculaires responsables de l'encodage de cette "mémoire" biologique sont restés largement inconnus.
Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont utilisé le nématode Pristionchus pacificus, un ver rond microscopique capable de flexibilité développementale. En fonction de son régime alimentaire, Pristionchus peut modifier la structure de sa bouche et adopter un mode de vie prédateur, en se nourrissant d'autres nématodes.
Lorsque Pristionchus a été nourri avec la bactérie Novosphingobium, il s'est développé exclusivement sous la forme prédatrice. Il est intéressant de noter que cette tendance accrue à la prédation s'est maintenue sur plusieurs générations, même après que les vers ont retrouvé leur régime alimentaire habituel.
L'équipe de recherche a identifié la vitamine B12, un métabolite produit par la bactérie, comme le principal déclencheur de cet effet héréditaire. Lorsque Novosphingobium a été génétiquement modifié pour bloquer la production de vitamine B12, la mémoire transgénérationnelle de la prédation a été perdue. La réintroduction de la vitamine B12 a rétabli l'effet, démontrant que la vitamine B12 est à la fois nécessaire et suffisante pour cette forme d'hérédité.
D'autres expériences ont révélé que la vitamine B12 agit en fonction de la concentration et qu'elle passe par la méthionine synthase, une enzyme essentielle du métabolisme cellulaire où la vitamine B12 joue le rôle de cofacteur critique.
Au-delà de son rôle métabolique, la vitamine B12 augmente les niveaux de vitellogénine, une protéine vitelline responsable du transport des nutriments de la mère à la progéniture, d'une génération à l'autre. Les vers dépourvus du récepteur de la vitellogénine, responsable de l'absorption des protéines vitellines dans les ovocytes, ne présentaient pas le comportement prédateur hérité. Cela prouve que la mémoire transgénérationnelle induite par la vitamine B12 agit par le biais de l'apport de nutriments de la mère à sa progéniture.
"Nos résultats montrent que la vitamine B12 n'affecte pas seulement l'individu qui la consomme, mais qu'elle peut façonner la biologie des générations futures", déclare Shiela Pearl Quiobe, la chercheuse doctorante qui travaille sur le projet.
L'étude met en évidence un exemple frappant de plasticité phénotypique, où les organismes adaptent leurs caractéristiques en réponse aux conditions environnementales. Dans les environnements qui changent rapidement ou dont les ressources sont limitées, comme ceux que rencontre P. pacificus dans la nature, la capacité de transmettre des traits adaptatifs tels que la prédation peut considérablement améliorer la survie et le succès de la reproduction.
"Ces résultats démontrent comment les réponses environnementales immédiates peuvent être étendues à travers les générations, influençant potentiellement les trajectoires évolutives", ajoute Ata Kalirad, postdoc au département de biologie évolutive intégrative.
Malgré ces avancées, des questions essentielles restent en suspens. La quantité précise de vitamine B12 transférée dans les tissus et les embryons des nématodes est encore inconnue, et les recherches en cours visent à mieux comprendre le rôle de la vitellogénine. Les chercheurs émettent l'hypothèse que ces protéines vitellines pourraient jouer le rôle de plaques tournantes, transportant non seulement des nutriments mais aussi d'autres molécules, telles que les lipides et les petits ARN, qui pourraient contribuer aux caractères héréditaires.
Ces travaux constituent une étape fondamentale pour comprendre comment les signaux environnementaux sont convertis en informations biologiques héréditaires, avec des implications allant au-delà des nématodes pour des questions plus larges de nutrition, de développement et d'hérédité.
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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