Biologie. Une étude américaine bouleverse la connaissance de l'hérédité.
Une plante mutante défie les lois de la génétique

Par Corinne BENSIMON

mercredi 23 mars 2005 (Liberation - 06:00)


Le mutant s'appelle Hothead, «tête chaude». Il appartient à l'espèce Arabidopsis thaliana, cousine de la plante dont on fait la moutarde. Mais rien de tout ça n'explique l'émotion extrême que la description de sa descendance, dans la livraison de la revue Nature à paraître demain, soulève dans la communauté internationale des généticiens. «Si cette découverte avait été publiée le 1er avril, j'aurais dit, spontanément, que c'est un canular», s'exclame Ian Small, directeur scientifique adjoint de l'Unité de recherche en génomique végétale (Evry). «C'est un travail révolutionnaire, ajoute son collègue Vincent Collot. On est là face à un mode de transmission de l'hérédité jamais observé et tout à fait inexplicable en l'état actuel des connaissances. Cette découverte, si elle est validée par d'autres laboratoires, obligera à revisiter une part non négligeable des données acquises en génétique.»

Altérations. Les observations de l'équipe de chercheurs de l'université Purdue (Indiana, Etats-Unis) conduite par le généticien Robert Pruitt sont des plus étonnantes. Ce groupe de biologistes travaille de longue date sur la plante Arabidopsis thaliana, équivalent chlorophyllien de la souris de laboratoire. Depuis quelques années, Pruitt et ses collègues s'intéressent à Hothead, l'un des innombrables mutants isolés dans cette espèce végétale, dont l'ADN a été entièrement séquencé. Travaillant à élucider la formation des organes sexuels chez la plante, les chercheurs avaient jeté leur dévolu sur ce mutant fertile qui présente diverses altérations d'un gène (qu'ils ont nommé Hothead), altérations dont le résultat le plus visible est une configuration bizarroïde des organes floraux. «C'est ainsi que Pruitt a vu qu'il se passait quelque chose d'étrange dans la descendance des mutants Hothead», dit Vincent Collot.

Etrange en effet, la découverte, chez les rejetons de ses mutants, d'un grand nombre de plantes... normales ­ soit jusqu'à 10 % de l'effectif. L'examen de l'ADN de ces rejetons devait révéler qu'ils ont perdu toute trace de mutation dans le gène Hothead : ils possèdent la version normale du gène, celle présente chez leur ancêtre «non mutant». Leurs parents ne possédaient pourtant pas ce gène «normal», les chercheurs s'en étaient assurés. Comment un caractère génétique absent de l'ADN des parents mais présent dans l'ADN ancestral peut-il figurer à nouveau dans celui des enfants ? L'énigme défie deux piliers fondateurs de la génétique moderne. D'une part, les lois de l'hérédité découvertes en 1866 par Gregor Mendel, selon lesquelles le patrimoine génétique des enfants est constitué d'une partie des gènes du père et d'une partie des gènes de la mère. D'autre part, un second dogme, éclairé par la découverte de la structure de l'ADN en 1953, selon lequel les caractères génétiques sont transmis par l'ADN contenu dans le noyau des spermatozoïdes et des ovules.

Des événements génétiques complexes peuvent faire apparaître dans la descendance des caractères absents chez les parents, et nouveaux. Mais là, il n'y a pas apparition d'un trait génétique inédit mais restauration d'un trait ancestral, et cela à une fréquence qui ne saurait être due au hasard.

Face à une telle bizarrerie, les chercheurs ont testé toutes sortes d'hypothèses «réalistes», dont la contamination fortuite des «géniteurs» par des plantes non mutantes ou l'existence, dans l'ADN des parents, de copies du gène normal à des endroits inattendus. Rien. A l'évidence, il y a eu transmission d'un caractère génétique de façon «épigénétique», c'est-à-dire via un autre support que l'ADN parental. Quel est ce support qui garderait la mémoire de gènes perdus, sous une forme capable de susciter la traduction de cette mémoire en ADN ?

Hypothèses. «Face à un tel phénomène, on est contraint de faire des hypothèses», note Vincent Collot. L'équipe américaine propose un mécanisme selon lequel la version normale du gène serait présente, chez les parents, sous la forme d'un ARN ­ une molécule intermédiaire entre l'ADN et les protéines ­, cet ARN accompagnant l'ADN transmis aux enfants. Hypothèse parmi d'autres... Ainsi que le soulignent les commentateurs dans Nature, cette observation suscitera de très nombreuses expériences. Comme toutes les grandes découvertes.