Pourquoi et comment sommes-nous tous si différents ?

Il est évident pour tout le monde que toute espèce est composée d’individus divers et variés. Au sein d’une population, les individus présentent par exemples une variabilité en termes de morphologie, croissance, physiologie, comportements et susceptibilités à certaines maladie. L’origine de cette diversité de phénotypes, c’est-à-dire des caractères observables d’un individu, reste toutefois encore très énigmatique. Une partie de cette variation est évidemment liée au patrimoine génétique de chacun. Cependant la relation existant entre phénotypes et patrimoines génétiques restent très mal comprise et continue de tarauder les spécialistes en génétique. « Ce sont des liens qu’on essaye de démêler depuis longtemps, mais cela reste un défi car l’architecture génétique derrière un caractère est souvent très complexe », explique le professeur de génétique et génomique à l’Université de Strasbourg. La majorité des caractères sont en effet la résultante d’une combinaison d’un certain nombre d’allèles ou de mutations. C’est notamment le cas d’un grand nombre de maladies génétiques comme la maladie de Crohn, le diabète de type 2 et de nombreux cancers. « Il faut savoir qu’il y a plus de 60 mutations qui ont été identifiés comme étant impliquées dans la maladie de Crohn, souligne Joseph Schacherer. Chaque mutation participe à la maladie à un niveau pouvant être très faible. Donc, même si vous possédez une des mutations, la probabilité de développer la maladie reste faible. »

Du génotype au phénotype

Dans le cadre de son projet ERC, le chercheur et son équipe entendent élucider les dessous génétiques de l’expressivité phénotypique. En d’autres termes, pourquoi, parmi un groupe d’individus partageant un allèle donné, certains n’expriment pas forcément le phénotype attendu pour cet allèle ?  « Par exemple, BRCA1 est un allèle connu pour être impliqué dans le cancer du sein et des ovaires, mais il ne provoque pas de cancer chez environ 20% des individus porteurs », explique Joseph Schacherer. Pour mieux comprendre ce phénomène, le chercheur et son équipe vont étudier l’expression d’un certain nombre de caractères chez un organisme modèle : la levure Saccharomyces cerevisiae. « Nous avons identifié une cinquantaine de mutations entrainant un phénotype précis chez cet organisme, fait valoir le chercheur. En plaçant ces mutations dans des individus aux fonds génétiques différents, nous allons pouvoir étudier les phénotypes obtenus et avoir une vue d’ensemble de l’expressivité d’un caractère au sein d’une population. » De plus, les chercheurs pourront également déterminer les interactions génétiques modulant l’expression de ces phénotypes.

1000 génomes de levures

Ce projet, qui vise également à développer de nouvelles approches pour étudier les relations génotype-phénotype, n’aurait pas pu voir le jour sans l’accomplissement préalable d’un travail de longue haleine : la collecte d’un grand nombre de souches de levures issues de différentes niches écologiques (produits laitiers, vins, bière, saké, sols, plantes, fruits, etc.) et de différentes régions du monde. « Nous avons séquencé le génome de plus de 1000 individus ! C’est grâce à cela, à une thématique et des questions bien posées, ainsi qu’à la proposition de nouvelles stratégies pour y répondre, que nous avons pu obtenir cet ERC », estime le chercheur. Ces travaux de recherche devraient apporter de nouveaux éléments de réponse à une question clé en biologie : peut-on prédire un ensemble de caractères complexes sur la base du génome ? Une question qui reste encore en suspens… Ronan Rousseau