Une étude publiée ce mercredi (8) dans la revue Biologie et évolution du génome cartographie pour la première fois comment les animaux aquatiques du genre Hydra parviennent à faire repousser leur propre tête. La recherche, dirigée par des scientifiques de l’Université de Californie à Irvine (UCI), a examiné comment ces animaux modifient la façon dont leurs gènes sont régulés.
Il existe plus de 10 000 espèces du genre Hydra, réparties en deux groupes principaux : Anthozoa (composé d’anémones de mer, de coraux et de plumes de mer) et Medusozoa (guêpes de mer, méduses et hydres).
Les animaux du genre Hydra sont capables de faire repousser leur tête. Les chercheurs cherchent à comprendre comment fonctionne le mécanisme. Image : Choksawatdikorn – Shutterstock
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Les animaux du genre Hydra sont considérés comme biologiquement immortels.
Ces animaux, qui vivent dans les régions tempérées et tropicales, sont généralement considérés comme biologiquement immortels, car leurs cellules souches ont une capacité d’auto-renouvellement illimitée.
Alors que certaines espèces d’animaux ont la capacité de régénérer tout le corps, d’autres ne peuvent renouveler qu’une certaine partie. La mesure dans laquelle les gènes et les réseaux de régulation des gènes qui entraînent la régénération varient d’une espèce à l’autre reste largement inexplorée.
Des études antérieures ont trouvé des preuves de la régulation des animaux Hydra à travers diverses voies de développement, et plusieurs gènes associés à la régénération de la tête de ces êtres ont été découverts.
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Pour comprendre les mécanismes qui contrôlent la régénération de la tête d’hydre, les chercheurs ont d’abord identifié 27 137 éléments qui sont actifs dans une ou plusieurs sections de l’organisme ou du tissu en régénération.
Ils ont utilisé ChIP-seq de modification d’histone – une méthode utilisée pour analyser comment les protéines interagissent avec l’ADN – pour identifier respectivement 9998 candidats pour les promoteurs proximaux et 3018 candidats pour les promoteurs de type région.
Les gènes travaillent plus fort lors de la régénération de la tête que lors de la formation originale de l’organe
Selon les analyses, un sous-ensemble de ces éléments régulateurs est remodelé lors de la régénération de la tête et identifie un ensemble de motifs de facteurs de transcription qui s’enrichissent dans les régions activées lors de cette régénération. Parmi les raisons identifiées figuraient les facteurs de transcription développementaux.
Le chercheur dit que les mécanismes de bourgeonnement et de régénération de la tête des animaux Hydra sont différents. Image : Choksawatdikorn – Shutterstock
Il s’agit du premier travail qui cartographie les éléments candidats spécifiques pour la régulation du génome qui changent pendant la régénération de la tête chez les animaux Hydra, qui déterminent comment les organismes se développent en activant ou désactivant les gènes en fonction des besoins.
“Une découverte passionnante de ce travail est que les programmes de bourgeonnement et de régénération de la tête à Hydra sont assez différents”, a déclaré l’auteur principal Aide Macias-Muñoz, chercheur au Centre des systèmes biologiques complexes de l’UCI.
“Même si le résultat est le même (une tête d’hydre), l’expression des gènes est beaucoup plus variable lors de la régénération”, a révélé Macias-Muñoz. “L’expression dynamique des gènes s’accompagne d’un remodelage dynamique de la chromatine sur les sites où les facteurs de transcription développementaux se lient”, a expliqué le chercheur.
