Alors qu’ils viennent de s’installer à la Faculté des sciences de l’Université de Genève (UNIGE), le prof. Marcos González-Gaitán et son équipe publient ce vendredi 26 janvier dans la revue Science un article fondateur sur les signaux et les mécanismes qui gouvernent l'orientation, la forme et la croissance de l'aile chez la mouche. Ces travaux reposent sur une approche nouvelle de la biologie cellulaire et développementale, basée sur l’utilisation d’outils quantitatifs, hérités de la physique et de la biochimie. Ouvrant de nouvelles perspectives quant à la compréhension des facteurs qui gèrent l'organisation cellulaire, cette étude montre également que certaines des biomolécules qui participent à la forme finale du diptère sont impliquées dans le maintien et la protection contre les accidents tumoraux. S’ajoutant aux découvertes récentes des chercheurs de l’UNIGE, les travaux du prof. González-Gaitán témoignent de la capacité de l’alma mater à attirer, à Genève, des chercheurs étrangers au potentiel de créativité avéré.

Il pousse des ailes d’un type particulier au prof. Marcos González-Gaitán: à peine installé dans ses nouveaux laboratoires de l’UNIGE, il publie à la mi-novembre un premier article important dans Science, puis récidive aujourd'hui dans la même revue. L’objet de ces travaux? Les mécanismes subtils de contrôle cellulaire qui interviennent durant la formation de l’aile chez la mouche, modèle d’étude idéal de nombreux bioprocessus transposables à l'être humain.

L'alchimie gagnante
Loin du scénario horrifique du film La Mouche, le prof. González-Gaitán et son équipe ont développé une approche globale inédite permettant de suivre à la loupe les flux de substances et d'informations qui circulent entre les cellules lors des étapes précoces de la formation d'un membre, en l'occurrence l'aile de la drosophile (mouche du vinaigre).

L'astuce de cette approche se résume en trois mots: biologie, biochimie, physique. En effet, c'est en utilisant de manière éclairée les outils analytiques de ces sciences qu'il est possible de distinguer, de comprendre et de quantifier au cours du développement de l’aile, les interactions entre différents types cellulaires, et ce afin de mieux comprendre l'extraordinaire complexité des échanges qui régissent tout organisme vivant.

Sous la loupe
Chez tout organisme, la formation des membres passe par une communication entre les cellules. Parmi celles-ci, certaines produisent des signaux – les morphogènes – intimement influencés par les conditions externes et qui circulent jusqu'à être captés par des cellules cibles. Ce trafic cellulaire intense ne peut être géré de manière adéquate qu'au moyen de panneaux de signalisation qui indiquent clairement leurs droits et devoirs aux substances transportées.

Dans le cas présent, le prof. González-Gaitán a mis en évidence une flagrante inégalité de traitement entre plusieurs morphogènes que rien ne destine a priori à une conduite différenciée.

Par exemple, l'un de ces morphogènes, Decapentaplegic (Dpp), influence l'information positionnelle dans l’aile et ce grâce a l’utilisation d’une voie de passage privilégiée de substances dans les cellules. Au cours de cette manœuvre, le transport intracellulaire de Dpp est assuré par un mécanisme durant lequel des microvacuoles se forment à la surface de la cellule cible et piègent le morphogène, avant de le délivrer par invagination à l'intérieur de la cellule.

Par un autre mécanisme complexe, Dpp est capable par la suite de se déplacer vers d'autres cellules, transportant ainsi ses précieuses informations à distance. Inversement, le morphogène Wingless (Wg) adopte une stratégie différente qui conduira plus souvent à son emprisonnement dans la cellule cible, sans possibilité de communiquer plus loin. Alors que le phénomène était connu et observé, il est aujourd'hui paramétré quantitativement, ce qui constitue l'originalité de l'approche adoptée par l'équipe du prof. González-Gaitán.

Et pour demain?
Les résultats de ces travaux, qui sont essentiellement du ressort de la recherche fondamentale, peuvent avoir des retombées pratiques à moyen terme. En effet, l'ingéniosité de l’approche holistique utilisée, qui associe les outils des biologistes, des biochimistes et des physiciens, contribue directement à élargir la vision de la biologie développementale, notamment lorsqu'il s'agit d'interpréter comment certains morphogènes interviennent tant dans la croissance des membres chez les organismes supérieurs, que comme barrières contre la prolifération de cellules cancéreuses.

Pour tout renseignement complémentaire, n'hésitez pas à contacter:
le prof. Marcos González-Gaitán au 022 379 64 61 (direct) 022 379 64 94 (équipe de recherche) ou à marcos.gonzalez@biochem.unige.ch

Genève, le 26 janvier 2007