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Dans les Florida Keys, dans l’ancienne maison d’Ernest Hemingway, il y a toute une colonie de chats qui ont trop d’orteils. L’histoire raconte qu’Hemingway a reçu un jour un chat à six doigts, nommé Blanche-Neige ou peut-être Boule de neige – les détails sont plutôt sommaires – par un vieux capitaine de mer.
Maintenant, les descendants à six doigts de ce chat errent librement dans la propriété. Cette histoire est tellement répandue que les chats ayant des orteils supplémentaires sont souvent appelés « chats Hemingway ». Mais les pieds fantaisistes de ces félins peuvent aussi nous apprendre quelque chose… sur les gènes qui construisent notre corps, et sur la façon dont ils sont transmis d’une génération à l’autre.
Le nom scientifique d’un trop grand nombre de doigts ou d’orteils est polydactylie, qui vient de la combinaison de deux mots grecs : poly, qui signifie beaucoup, et dactylos, qui signifie doigts. Les chats ne sont pas les seuls à pouvoir avoir trop de doigts. La polydactylie peut affecter une variété de vertébrés, comme les poulets, les chiens, les cochons d’Inde et les souris.
Et les humains, comme le type qui a tué le père d’Inigo Montoya. Bien qu’elle touche de nombreuses espèces, elle reste assez rare – même si, la plupart du temps, le fait d’avoir six doigts est en fait contrôlé par un allèle dominant. Un allèle, ou version d’un gène, est dominant lorsqu’il suffit qu’il soit présent en une seule copie dans vos cellules pour que les traits qui lui sont associés soient discernables.
Alors, avez-vous six doigts à la main droite ? Non ? Ok, ne vous préparez pas à mourir je suppose.
Ce n’est pas parce qu’un gène est dominant qu’il est nécessairement commun. C’est en fait beaucoup plus compliqué que cela. Le développement d’organismes complexes, dotés de doigts, comme nous, commence par une cellule : un zygote.
Cette cellule commence à se diviser en d’autres cellules, et à différents moments du processus de développement, ces cellules se transforment en bras, jambes, cœur, cerveau, et tout le reste. Ce processus s’appelle la différenciation cellulaire, et ce que les cellules deviennent est dicté par vos gènes. Les scientifiques ont caractérisé pour la première fois l’un de ces gènes importants pour le développement dans les années 1980, lors d’études sur le développement des mouches à fruits.
Ils ont remarqué qu’un groupe de mouches présentant une mutation spécifique devenait courtaud et couvert de protubérances hérissées. Ils ont donc naturellement nommé ce gène « hérisson », car les mouches ressemblaient alors un peu à des hérissons. Et… les biologistes des mouches sont comme ça, je suppose. Avancez jusqu’aux années 1990, où les chercheurs ont trouvé trois versions du gène hedgehog chez les mammifères, l’une d’entre elles étant le hérisson sonique. Oui, nommé d’après ce Sonic. Le gène sonic hedgehog code pour un type de protéine connu sous le nom de morphogène.
Un morphogène est une sorte de signal moléculaire qui est envoyé aux cellules pour leur dire ce qu’elles doivent devenir. Lorsqu’une cellule détecte la présence de sonic hedgehog, une chaîne complexe d’événements moléculaires est déclenchée, entraînant finalement des changements dans la façon dont les gènes de cette cellule sont exprimés. La façon dont une cellule répond au signal du hérisson sonique dépend de la quantité de la protéine qu’elle détecte.
Ce qui peut conduire à des modèles complexes, comme nos doigts et nos orteils. Nos mains et nos pieds commencent par une masse de tissu appelée bourgeon de membre. Sonic hedgehog est particulièrement concentré dans une zone d’un côté de cette masse de cellules, et il y en a moins à mesure que l’on va vers l’autre extrémité.
Une zone de tissu qui détecte beaucoup de sonic hedgehog devient un petit doigt ; pas du tout, et on obtient un pouce. Mais s’il y a trop de ce signal au mauvais endroit, d’autres doigts commencent à se développer – et c’est ainsi que l’on obtient la polydactylie. C’est ainsi qu’une mutation causant la polydactylie peut être dominante :.
Un ensemble de gènes influencent la signalisation du hérisson sonique, et il suffit d’une seule copie défectueuse d’un gène pour mettre du hérisson sonique là où il ne doit pas être. Selon la quantité de sonic hedgehog présente et l’endroit où elle se trouve, on peut obtenir des résultats différents. Si beaucoup de hérisson sonique est présent du côté du pouce de la main, cela peut conduire au développement de deux pouces.
Des chats avec des pouces supplémentaires : leur seule faiblesse, résolue. Aucun ouvre-boîte n’est sûr. Maintenant, il y a une poignée d’autres formes de polydactylie, influencées par une poignée de gènes différents, ainsi qu’une condition appelée syndactylie, où un manque de signal de hérisson sonique entraîne des doigts et des orteils fusionnés.
Le développement nécessite une tonne de gènes pour travailler ensemble, et une seule mutation peut suffire à faire dérailler le hérisson sonique. Ce qui montre bien que la construction d’un humain – ou d’un chat – est un exploit assez impressionnant de sculpture cellulaire. Merci d’avoir regardé cet épisode de SciShow, et merci à nos adorables mécènes qui soutiennent tout ce que nous faisons.
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