Reprogrammations développementales induites et pathologiques

Le thème de mes cours en 2014 concernait la reprogrammation cellulaire. Depuis l’avènement de la génétique moléculaire, les biologistes essaient de comprendre comment l’ovule fécondé forme un organisme composé de centaines de types de cellules spécialisées, chacune exprimant un ensemble défini de gènes. Initialement, il s’agissait de déterminer si cette spécialisation résulte d’une perte progressive de l’information génétique contenue dans la séquence de l’ADN ou d’une expression différentielle des gènes au cours du développement. Les expériences pionnières de clonage par transfert nucléaire chez les amphibiens de Robert Briggs et Thomas King dans les années 1950, puis de John Gurdon en 1962, ont validé la seconde hypothèse, en démontrant que l’embryogénèse procède par restriction progressive du potentiel d’expression des gènes, plutôt que par perte de ces derniers. Ainsi, l’identité cellulaire résulte de l’expression d’une combinaison spécifique de gènes. Ces travaux ont été reproduits plusieurs décennies plus tard chez les mammifères : la brebis Dolly, la vache Marguerite sont les deux premiers exemples réussis de clonage par transfert nucléaire dans ce groupe d’espèces et ont été suivis de nombreux autres, y compris chez la souris, l’espèce modèle pour la plupart des études en biologie des mammifères. Plus récemment, Shinya Yamanaka démontre qu’il est possible d’induire des cellules souches pluripotentes (cellules iPS) par dédifférenciation de cellules souches adultes, par expression forcée de quatre gènes clés (Oct3/Oct4, SOX2, KLF4 et c-myc). Ces travaux, ainsi que ceux de John Gurdon, en démontrant que les cellules différenciées peuvent être reprogrammées en cellules pluripotentes, ont valu à ces deux chercheurs de recevoir le prix Nobel de physiologie et médecine en 2012.