La réaction d’une mère au stress peut même influencer ses petits-enfants.
Des biologistes de l’Université de l’Iowa ont découvert que les mères de vers ronds soumises à un stress thermique transmettaient, dans certaines conditions et par des modifications de leurs gènes, l’héritage de cette exposition au stress non seulement à leur progéniture, mais même aux enfants de leur progéniture.
Les chercheurs, dirigés par Veena Prahlad, professeur agrégé au Département de biologie et à l’Initiative Aging Mind and Brain, ont examiné comment une mère ver rond réagit lorsqu’elle sent un danger, tel qu’un changement de température, qui peut être nocif ou même mortel pour l’animal. Dans une étude publiée l’année dernière, les biologistes ont découvert que la mère ver rond libère de la sérotonine lorsqu’elle sent un danger. La sérotonine voyage de son système nerveux central pour avertir ses œufs non fécondés, où l’avertissement est stocké, pour ainsi dire, puis transmis à la progéniture après la conception.
Les exemples de telles cascades génétiques abondent, même chez l’homme. Des études ont montré que les femmes enceintes touchées par la famine aux Pays-Bas de 1944 à 1945, connues sous le nom de Dutch Hunger Winter, ont donné naissance à des enfants qui ont été influencés par cet épisode à l’âge adulte, avec des taux plus élevés que la moyenne d’obésité, de diabète et de schizophrénie. .
Dans cette étude, les biologistes ont voulu découvrir comment la mémoire de l’exposition au stress était stockée dans l’ovule.
Les gènes ont des « souvenirs » des conditions environnementales passées qui, à leur tour, affectent leur expression même après que ces conditions aient changé. Comment cette « mémoire » est établie et comment elle persiste après la fécondation, l’embryogenèse et après le développement de l’embryon en adulte n’est pas claire. « C’est parce que pendant l’embryogenèse, la plupart des organismes réinitialisent généralement tous les changements qui ont été apportés aux gènes en raison de l’activité passée des gènes. »
Veena Prahlad, professeure agrégée, Département de biologie et de l’Initiative Aging Mind and Brain
Prahlad et ses équipes se sont tournées vers le ver rond, une créature régulièrement étudiée par les scientifiques, pour obtenir des indices. Ils ont exposé les vers ronds de la mère à des stress inattendus et ont découvert que la mémoire du stress était enracinée dans les œufs de la mère par l’action d’une protéine appelée facteur de transcription du choc thermique, ou HSF1. La protéine HSF1 est présente dans toutes les plantes et tous les animaux et est activée par les changements de température, de salinité et d’autres facteurs de stress.
L’équipe a découvert que HSF1 recrute une autre protéine, une enzyme appelée histone 3 lysine 9 (H3K9) méthyltransférase. Ce dernier agit normalement au cours de l’embryogenèse pour faire taire les gènes et effacer le souvenir de leur activité antérieure.
Cependant, l’équipe de Prahald a observé tout autre chose.
« Nous avons découvert que HSF1 collabore avec les mécanismes qui agissent normalement pour » réinitialiser « la mémoire de l’expression des gènes au cours de l’embryogenèse pour, à la place, établir cette mémoire de stress », explique Prahlad.
L’un de ces gènes nouvellement réduits au silence code pour le récepteur de l’insuline, qui est au cœur des changements métaboliques liés au diabète chez l’homme et qui, lorsqu’il est réduit au silence, modifie la physiologie, le métabolisme et la résistance au stress d’un animal. Parce que ces marques de silence persistaient dans la progéniture, leur stratégie de réponse au stress est passée d’une stratégie qui dépendait de la capacité à être très réactive au stress à s’appuyer plutôt sur des mécanismes qui diminuaient la réactivité au stress mais offraient une protection à long terme contre les environnements stressants.
« Ce que nous avons trouvé d’autant plus remarquable, c’est que si la mère était exposée au stress pendant une courte période de temps, seule la descendance développée à partir de ses cellules germinales soumises à ce stress in utero avait cette mémoire », explique Prahlad. « La descendance de cette descendance (les petits-enfants de la mère) avait perdu ce souvenir. Cependant, si la mère était soumise à une période de stress plus longue, la génération des petits-enfants conservait ce souvenir. population. »
Les chercheurs prévoient d’approfondir ces changements. HSF1 n’est pas seulement nécessaire pour la résistance au stress, mais aussi des niveaux accrus de HSF1 et de la marque de silence sont associés au cancer et aux métastases. Comme HSF1 existe dans de nombreux organismes, son interaction nouvellement découverte avec la méthyltransférase H3K9 pour entraîner l’extinction des gènes est susceptible d’avoir des répercussions plus importantes.
L’article, « La mise en signet du gène par le facteur de transcription du choc thermique programme la voie de signalisation semblable à l’insuline », a été publié en ligne le 13 octobre dans le journal. Cellule moléculaire.
Les co-auteurs de l’Iowa incluent Srijit Das et Sehee Min, du Département de biologie et de l’Initiative Aging Mind and Brain.
Les National Institutes of Health ont financé la recherche.
