Les Coléoptères Génétiquement Modifiés Se Développent Au Troisième Œil

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Un ajustement génétique a conduit au développement des scarabées avec un ensemble supplémentaire d'yeux composés au milieu de la tête, et les yeux fonctionnent réellement.

Lorsque les scientifiques ont désactivé le gène responsable en partie du développement et de la formation de la tête des scarabées, les insectes se sont éclos avec un ensemble supplémentaire d'yeux composés au milieu de la tête, formant parfois ensemble un grand troisième œil. Et maintenant, les scientifiques ont appris que les yeux supplémentaires fonctionnent réellement.

Des biologistes de l'Université d'Indiana ont découvert l'an dernier comment un gène appelé orthodenticule empêchait les scarabées de développer ces yeux supplémentaires pendant le développement. Lorsque les biologistes ont désactivé le gène, les coléoptères ont développé un œil supplémentaire (ou une paire d'yeux). C'est une pratique courante en science: apprenez comment quelque chose fonctionne, démontez-la pièce par pièce et voyez ce qui change.

Dans une nouvelle expérience, publiée en ligne le 24 octobre dans le journal Proceedings de la National Academy of Sciences, la même équipe a utilisé des microscopes électroniques à balayage pour révéler que la nouvelle vision avait une structure complexe, comprenant des connexions au système nerveux du coléoptère. Ces yeux n'étaient pas des structures décoratives ou excessives simplement assises sur la tête du scarabée; les insectes pourraient utiliser leurs nouveaux yeux, ont déclaré les chercheurs.

"Ce projet est né d'une découverte accidentelle", a déclaré à WordsSideKick.com Armin Moczek, biologiste à l'Université d'Indiana et auteur principal de l'article. Les chercheurs avaient entrepris d'apprendre comment divers gènes déterminaient l'organisation et la structure de la tête du scarabée, a expliqué Moczek. "Mais nous avons un œil supplémentaire - totalement imprévisible", a-t-il déclaré.

Depuis des années, les scientifiques utilisent des modifications génétiques pour développer des parties du corps inhabituelles sur des animaux ou pour créer de tout nouveaux animaux, d'une oreille humaine sur le dos d'un rat de laboratoire au développement de chimères de porc humain. Mais les yeux supplémentaires de ces coléoptères se sont développés d'eux-mêmes - au lieu de le faire délibérément, les scientifiques ont simplement dû éliminer les mesures préventives intégrées au code génétique du coléoptère. [11 parties du corps cultivées dans le laboratoire]

"Il y avait une structure curieuse au milieu de la tête qui, lorsque nous avons regardé de plus près, a réalisé que cela ressemblait beaucoup aux yeux composés que les insectes ont habituellement sur les côtés de la tête", a déclaré Eduardo Zattara à WordsSideKick.com. Biologiste ayant travaillé dans le laboratoire de Moczek, Zattara est l'auteur principal de la recherche. Elle est récemment rentrée chez elle en Argentine pour y effectuer des recherches écologiques.

Et bien que des yeux supplémentaires puissent être cultivés sur des mouches à fruits de manière similaire, des mécanismes génétiques supplémentaires empêchent ces yeux de s'intégrer au système nerveux des mouches et de fournir une vision supplémentaire, a déclaré Moczek. Les yeux étaient complètement développés, précisa Zattara, mais ils n'étaient pas câblés au cerveau et ne pouvaient donc transmettre aucune information visuelle.

Pour déterminer si les yeux supplémentaires des coléoptères ne faisaient rien, les chercheurs ont analysé les insectes au stade larvaire et détruit les cellules qui donneraient naissance à leurs yeux typiques. Les scientifiques ont ensuite éclairé les nouveaux yeux et noté que les coléoptères finissaient par baisser la tête ou se détourner, exactement comme le ferait un coléoptère voyant ordinaire, selon les nouvelles recherches. Parce que les yeux supplémentaires fournissent aux coléoptères une entrée sensorielle, cela signifie que les structures nouvellement formées se sont intégrées au système nerveux central de l'insecte, ont déclaré les chercheurs.

Les résultats pourraient aider à expliquer comment les codes génétiques de ces animaux définissent quelles structures vont où et comment tout s'emboîte, a déclaré Moczek.

Son équipe espère également que cette émergence de structures complexes résultant de simples manipulations génétiques éclairera un peu la manière dont des structures telles que les yeux ont évolué, a-t-il déclaré. Il faut tout le code génétique d'un organisme pour développer des organes complexes comme les yeux ou le cerveau, a expliqué Moczek, mais le premier œil à émerger dans l'ensemble du règne animal est né de la réorganisation des composants génétiques existants.

"De nombreuses personnes ont généralement le sentiment que l'évolution d'un trait complexe nécessite des modifications complexes au niveau génétique", a déclaré Zattara. "Nos résultats confirment plusieurs autres conclusions selon lesquelles ce n'est pas nécessairement le cas", a-t-il ajouté, expliquant en quoi leur manipulation d'un seul gène donnant lieu à de nouvelles structures fonctionnelles va à l'encontre de ce à quoi de nombreux scientifiques s'attendaient,

"Pensez aux vieilles briques Lego assemblées pour créer quelque chose de nouveau", a déclaré Moczek.

Article original sur WordsSideKick.com.


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