Grâce à ces nouvelles découvertes, les scientifiques peuvent potentiellement mieux comprendre les changements subtils qui peuvent survenir dans les gènes et les circuits cérébraux qui peuvent entraîner des troubles de santé mentale tels que l'anxiété et les troubles du spectre autistique.
Bien que physiquement très différents, les recherches ont montré que les cerveaux des mouches, des souris et des humains sont similaires dans leur forme et leur fonctionnement. Les données ont montré que les mécanismes génétiques qui sous-tendent le développement cérébral des insectes et des mammifères sont très similaires, mais cela peut être interprété de deux manières différentes, où certains pensent qu'il fournit la preuve d'un seul ancêtre pour les mammifères et les insectes et d'autres pensent qu'il pourrait soutenir la théorie selon laquelle les cerveaux ont évolué plusieurs fois indépendamment.
Publié dans le journal Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS), cette étude en collaboration entre King's College London, University of Arizona, University of Leuven et Leibniz Institute DSMZ a fourni des preuves solides que les mécanismes qui régulent l'activité génétique nécessaire à la formation des zones cérébrales importantes pour contrôler le comportement sont les mêmes pour les insectes et les mammifères .
De manière plus frappante, ils ont démontré que lorsque ces mécanismes de régulation sont inhibés ou altérés chez les insectes et les mammifères, ils rencontrent des problèmes de comportement très similaires.
Cela indique que les mêmes éléments constitutifs qui contrôlent l'activité des gènes sont essentiels à la fois à la formation des circuits cérébraux et aux fonctions comportementales qu'ils remplissent. Selon les chercheurs, cela prouve que ces mécanismes ont été établis chez un ancêtre commun.
L'auteur principal de l'étude, le Dr Frank Hirth de l'Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience (IoPPN), King's College London, a déclaré: « À ma connaissance, il s'agit de la première étude qui fournit des preuves de la source des similitudes entre les cerveaux humains et les cerveaux des mouches. , comment ils se forment et comment ils fonctionnent.
Nos recherches montrent que les circuits cérébraux essentiels à un comportement coordonné sont mis en place par des mécanismes similaires chez l'homme, la mouche et la souris. Cela indique que l'évolution de leurs cerveaux très différents remonte à un cerveau ancestral commun il y a plus d'un demi-milliard d'années.
Nicholas Strausfeld, professeur Regents de neurosciences à l'Université de l'Arizona et co-auteur de l'étude, a déclaré: « Le puzzle de l'évolution du cerveau manque toujours d'une image sur la boîte, mais les pièces actuellement ajoutées suggèrent une origine très précoce. des circuits essentiels qui, sur une immense période de temps, ont été maintenus, quoique avec des modifications, à travers la grande diversité de cerveaux que nous voyons aujourd'hui.
L'étude s'est concentrée sur les zones du cerveau connues sous le nom de frontière deutocérébrale-tritocérébrale (DTB) chez les mouches et la limite mésencéphale-cerveau postérieur (MHB) chez les vertébrés, y compris les humains.
À l'aide de données génomiques, les chercheurs ont identifié les gènes qui jouent un rôle majeur dans la formation des circuits cérébraux responsables du mouvement de base du DTB chez les mouches et du MHB chez l'homme. Ils ont ensuite vérifié les parties du génome qui contrôlent le moment et l'endroit où ces gènes sont exprimés, autrement appelés éléments de régulation cis.
Les chercheurs ont découvert que ces éléments de régulation cis sont très similaires chez les mouches, les souris et les humains, ce qui indique qu'ils partagent le même mécanisme génétique fondamental par lequel ces zones cérébrales se développent. En manipulant les régions génomiques pertinentes chez les mouches afin qu'elles ne régulent plus les gènes de manière appropriée, les chercheurs ont montré une altération ultérieure du comportement.
Cela correspond aux résultats de recherches sur des personnes où des mutations dans les séquences de régulation des gènes ou les gènes régulés eux-mêmes ont été associées à des problèmes de comportement, y compris l'anxiété et les troubles du spectre autistique.
Le Dr Hirth a commenté: « Pendant de nombreuses années, les chercheurs tentent de trouver la base mécaniste du comportement et je dirais que nous avons découvert une partie cruciale du puzzle en identifiant ces mécanismes de régulation génétique de base nécessaires à la formation et au fonctionnement du circuit mésencéphale. Si nous pouvons comprendre ces très petits éléments de base très basiques, comment ils se forment et fonctionnent, cela aidera à trouver des réponses à ce qui se passe lorsque les choses tournent mal au niveau génétique pour provoquer ces troubles.
La source:
Référence du journal:
Bridi, J. C., et al. (2020) Les mécanismes de régulation ancestraux spécifient les circuits conservés du mésencéphale chez les arthropodes et les vertébrés. doi.org/10.1073/pnas.1918797117.
