La reproduction sexuée n’est pas l’apanage des animaux et des plantes. Elle se produit également chez les organismes unicellulaires tels que la levure. Dans une étude publiée dans l’édition en ligne du 8 août 2018 de la revue scientifique «Nature», l’équipe de Sophie Martin, professeure ordinaire au Département de microbiologie fondamentale de l’UNIL, révèle comment ce champignon régule sa fécondation. Des mécanismes similaires à ceux identifiés pourraient se retrouver chez d’autres organismes.
Lors de la reproduction sexuée, un spermatozoïde – un seul – féconde un ovule pour initier le développement d’un nouvel organisme. Si la fécondation se produit à plusieurs reprises avec le même ovule, le nouvel organisme reçoit trop de matériel génétique, et cela conduit à d’importants problèmes de développement.
Des cellules spécialisées dans la reproduction sexuée, telles que l’ovule et le spermatozoïde, plus généralement appelées gamètes, existent chez la plupart des organismes. En effet, la reproduction sexuée se produit chez les animaux et les plantes, mais aussi jusque dans les organismes unicellulaires comme la levure.
Un petit signal empêche une nouvelle fécondation
La Prof. Sophie Martin au Département de microbiologie fondamentale de l’UNIL a fait de ce système unicellulaire simple son modèle de prédilection. Dans l’étude qui fait aujourd’hui l’objet d’une publication dans le magazine Nature et qu’elle a menée en collaboration avec le DrSc. Aleksandar Vjestica, post-doctorant dans son groupe et premier auteur, la microbiologiste démontre que, lors de la fécondation chez la levure Schizosaccharomyces pombe, un petit signal passe rapidement d’un gamète à l’autre et ce signal empêche une nouvelle fécondation.
«Le signal en question est un peptide, une mini-protéine, qui est présent dans un des deux gamètes et qui, lors de la fécondation, entre rapidement dans le noyau de l’autre gamète, où il se lie avec une autre protéine qui s’y trouve déjà pour la rendre active, détaille Sophie Martin. Ensemble, ces deux protéines forment un facteur qui va activer l’expression de gènes servant à bloquer une nouvelle fécondation». Si la rencontre entre le peptide et sa cible n’a pas lieu, ou est simplement retardée, plusieurs fécondations successives se produisent, donnant lieu à un organisme qui contient trop de copies du génome.
D’autres mécanismes assurant que la fécondation n’a lieu qu’une seule fois ont été précédemment démontrés chez les animaux et les plantes. La découverte relatée dans ce papier révèle un nouveau mécanisme assurant le maintien du génome pendant la reproduction sexuée : l’union des deux cellules lors de la fécondation reconstitue un facteur d’expression de gènes empêchant toute autre fécondation. «Il reste à définir si des mécanismes similaires existent chez d’autres organismes», projette Sophie Martin.