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Variations génétiques et environnementales dans un réseau de signalisation intercellulaire
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M/S n° 8-9, vol. 25, août-septembre 2009
MEDECINE/SCIENCES 2009 ; 25 : 705-12
705
SYNTHÈSE
REVUES
Variations
génétiques et
environnementales
dans un réseau
de signalisation
intercellulaire
Marie-Anne Félix
Importance de la variation en biologie
Les biologistes de laboratoire cherchent le plus sou-
vent à réduire la variabilité dans leurs expériences,
se désintéressant de la variation du système qu’ils
étudient. Néanmoins, la variance, et plus précisément
la distribution des variables, sont des caractéristiques
du système, au même titre que les valeurs moyennes de
ces variables. Par exemple, si une pathologie apparaît à
partir d’un seuil dans la concentration d’une molécule,
la distribution de la variation de cette concentration
est cruciale pour caractériser le système.
La variation entre individus est aussi la base de l’évo-
lution. Dans la variation entre individus on distingue :
(1) les variations génétiques héréditaires ; (2) les
variations environnementales qui forment le contexte
écologique dans lequel les organismes se développent
et sont sélectionnés ; (3) les variations stochastiques
(ou microenvironnementales), que l’on peut révéler
lors du développement d’individus génétiquement
identiques dans le même environnement [1, 2].
En ce qui concerne la population humaine, la diversité
des conditions de vie et la diversité génétique contri-
buent conjointement à la variation interindividuelle
au cours de l’évolution de l’espèce et dans le contexte
médical.
Relations entre génotype,
environnement et phénotype
Les systèmes biologiques s’articulent autour de la rela-
tion causale entre génotype et environnement d’une
part, et phénotype d’autre part [3-5] (Figure 1).
- Le génotype, ou génome, est l’ensemble du matériel
génétique.
- Le phénotype est tout ce qui « apparaît », que ce
soient la concentration d’une molécule, les assembla-
ges de molécules, l’état du métabolisme d’une cellule,
son mouvement, son adhésion à d’autres cellules, les
signaux entre cellules, la morphologie d’un organisme,
ou son comportement. La visibilité et l’étude d’un
phénotype dépendent des méthodes employées pour le
révéler.
La construction de tout phénotype dépend conjointement
de l’environnement et du génotype (Figure 1). Comme
exemples de dépendance de l’environnement, à l’ex-
trême une mouche drosophile ne peut se développer à
100°C, et plus subtilement la taille de la mouche adulte
> La variation interindividuelle - d’origine environ-
nementale ou génétique - est cruciale, aussi bien
pour l’évolution biologique que dans le domaine
médical. Cette variation n’est pas toujours direc-
tement visible, mais peut être révélée dans cer-
taines conditions environnementales ou géné-
tiques. Nous présentons l’exemple d’un système
modèle de développement : la vulve du nématode
Caenorhabditis elegans, dans lequel intervient un
réseau de signalisation intercellulaire : voies EGF
(epidermal growth factor) Ras-MAP kinase, Notch
et Wnt. La variation peut s’étudier à deux niveaux :
(1) les rares déviations dans le motif de destinées
des cellules précurseurs de la vulve ; (2) les varia-
tions dites « cryptiques » du réseau sous-jacent
de signalisation intercellulaire, sans changement
du produit final. Comme tout système biologique,
ce réseau présente des phénomènes d’épistasie
génétique et environnementale. <
Institut Jacques Monod,
CNRS-Université Paris 7
Denis Diderot,
15, rue Hélène Brion,
75205 Paris Cedex 13, France.
felix@ijm.univ-paris-diderot.fr
Article disponible sur le site http://www.medecinesciences.org ou http://dx.doi.org/10.1051/medsci/2009258-9705
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AbelZ_01
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