Déterminisme sexuel des animaux : décryptage d’une régulation conservée

Dans l’embryon, la différenciation du sexe est l’étape au cours de laquelle les tissus gonadiques bipotents vont se différencier soit en ovaires, soit en testicules. Commun à de nombreuses espèces, depuis la drosophile jusqu’à l’Homme, le gène dmrt1¹est remarquablement conservé dans le règne animal. Ce facteur de transcription (facteur nécessaire à l'initiation ou à la régulation de la transcription d’un gène) s’exprime lors de l’embryogénèse et joue un rôle central pour le déterminisme et le développement de la gonade.

En 2009, une équipe de l’Inra, en collaboration avec des collègues Allemands et Australiens, avait mis en évidence, au niveau de ce gène dmrt1, l’existence d’une région régulatrice appelée la « D3U-box » (la boite D3U). Aujourd’hui, cette même équipe décrypte - au niveau moléculaire - les mécanismes par lesquels, chez le poisson médaka, cette boite D3U régule la stabilité des ARNs issus du gène dmrt1 (ces ARNs seront ensuite directement traduits en protéines). Les scientifiques ont démontré que la séquence de cette boite D3U est directement la cible de deux protéines ayant des fonctions antagonistes et entrant en compétition : l’une stabilise l’ARN de dmrt1 dans les cellules germinales (sexuelles), l’autre entraîne sa dégradation dans les cellules somatiques (non sexuelles).

Ce mécanisme de contrôle de la stabilité des ARNs de dmrt1 (mais aussi de nombreux autres gènes impliqués dans la physiologie des cellules germinales) n’est pas strictement spécifique du médaka. Il est présent chez les insectes jusqu’aux mammifères. Chez une souche particulière de poisson-zèbre, des scientifiques ont établi que le développement d’une gonade femelle ou mâle dépend de la présence ou non d’une mutation au niveau de la boite D3U du gène dmrt1². D’autres travaux ont mis en évidence qu’une mutation de la séquence de cette boite D3U du gène dmrt1 humain est à l’origine, chez certains patients, d’une dysgénésie gonadique. Cette pathologie est associée à un développement anormal des gonades qui se traduit par la présence d'organes génitaux féminins internes et externes malgré un caryotype masculin³. Ceci constitue un exemple remarquable de travaux fondamentaux réalisés chez les poissons qui peuvent avoir des retombées majeures en pathologie humaine.

^{1 Dmrt1 pour dsx- and mab3 related transcription factor 1
2 An SNP-based linkage map for zebrafish reveals sex determination loci. Bradley, KM., Breyer, JP., Melville, DB., Broman, KW., Knapik, EW. And Smith, JR. (2011), G3 1(1):3-9. DOI : 10.1534/g3.111.000190
3 Novel DMRT1 3'UTR+11insT mutation associated to XY partial gonadal dysgenesis.  Mello, MP., Coeli, FB., Assumpção, JG., Castro, TM., Maciel-Guerra, AT., Marques-de-Faria, AP., Baptista, MT. and Guerra-Júnior G. (2011), Arq Bras Endocrinol Metabol. Nov;54(8):749-53.}