Pendant longtemps, les biologistes ont pensé qu’il n’existait que deux voies strictes concernant la transmission de l’information génétique des parents à leur descendance : l’ADN et l’influence comportementale/environnementale (épigénétique). Cependant, il se pourrait qu’il existe un troisième mécanisme de l’hérédité. Des chercheurs ont montré que, chez les nématodes, l’activité neuronale des parents, transmise par de petits ARNs, pouvait influer sur le comportement de leur descendance.
Des chercheurs ont démontré que l’activité neuronale des nématodes influençait le comportement alimentaire de la prochaine génération de vers, un phénomène qui pourrait être sous-tendu par un nouveau mécanisme d’hérédité. L’équipe de scientifiques de l’Université de Tel Aviv explique comment des brins d’ARN flottants générés dans les neurones de ver rond (Caenorhabditis elegans) affectent la façon dont les générations futures détectent leur nourriture. L’étude a été publiée dans la revue Cell.
« Nous avons constaté que les petits ARN transmettaient à la progéniture des informations dérivées des neurones et influençaient divers processus physiologiques, y compris le comportement alimentaire de la progéniture » explique le biologiste Oded Rechavi. L’équipe de Rechavi confie que son objectif principal est de défier les dogmes scientifiques, en particulier ceux sur l’hérédité.
Neurones parentaux et hérédité : une nouvelle voie de transmission de l’information génétique ?
La découverte a donc potentiellement de grandes implications : elle pourrait décrire un mécanisme entièrement nouveau par lequel une génération affecte l’état physique de la suivante. Pendant la plus grande partie du siècle dernier, les généticiens pensaient qu’il n’y avait que deux façons pour transmettre l’information génétique d’un parent à un enfant — génétiquement, via l’ADN ; et culturellement, en se comportant de manière à influer indirectement sur le développement de leurs enfants.
Au cours des dernières décennies, les biologistes en ont appris davantage sur les modifications biochimiques subtiles qui peuvent changer la façon dont les gènes sont lus en appliquant une forme de verrouillage chimique. Étant donné que l’environnement peut influer sur ces processus « épigénétiques », il est désormais perçu comme un autre moyen par lequel des événements survenant au cours de la vie d’une génération peuvent influer sur le développement non seulement des enfants, mais aussi de plusieurs générations suivantes.
Les comportements parentaux peuvent produire des changements épigénétiques par affection ou par manque extrême d’affections, mais tout lien immédiat entre la chimie de leurs neurones et les gènes à l’intérieur de leurs cellules souches est considéré comme contraire aux règles longtemps établies.
« On a longtemps pensé que l’activité cérébrale ne pouvait avoir absolument aucun impact sur le sort de la progéniture » déclare Rechavi. « La barrière de Weismann, également connue sous le nom de Deuxième loi de la biologie, stipule que les informations héritées de la lignée germinale sont censées être isolées des influences environnementales ».
L’influence confirmée de l’activité neuronale des parents sur leur descendance
Il y a plusieurs années, des chercheurs américains ont montré que des segments mobiles d’ARN double brin générés par des neurones de nématodes pourraient se retrouver dans leurs cellules germinales et même inhiber certains gènes de la cellule. Bien qu’étonnante, l’étude ne montre aucun changement significatif dans les fonctions physiologiques de la progéniture.
Rechavi et son équipe ont maintenant démontré que l’héritage de ces fragments d’ARN neuronaux peut entraîner des différences d’apprentissage et de comportement, non seulement au cours de la prochaine génération, mais également sur plusieurs générations. Ils ont retiré un gène clé de la protéine de liaison à l’ARN des souches transgéniques de C. elegans, afin de démontrer le rôle de la protéine dans la gestion des niveaux de fragments d’ARN dans les nerfs et les cellules germinales.
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La présence de cette protéine de liaison influe sur la faculté de la progéniture à pouvoir détecter des produits chimiques dans leur environnement à différentes températures, impliquant que l’ARN généré par les neurones de leurs parents affectait le fonctionnement de leur propre système nerveux. Les changements exacts dans leur système nerveux responsables de la capacité réduite de détecter leur environnement ne sont pas connus, donc il reste encore beaucoup de travail à faire.
Mieux comprendre le rôle de l’ARN parental dans la transmission héréditaire
Mais c’est une étape cruciale pour démontrer que l’ARN fabriqué par les neurones d’un parent peut s’intégrer aux cellules de la progéniture afin de promouvoir une fonction assez importante.
Il y a un demi-siècle, une expérience controversée du psychologue James V. McConnell de l’Université du Michigan avait conclu que des souvenirs pourraient être transmis par la consommation d’ARN chez des vers plats cannibales.
L’expérience est aujourd’hui considérée comme un épisode marginal de l’histoire de la science, souvent qualifiée de pseudoscience. Alors que les cannibales de McConnell sont devenus du folklore, des expériences récentes suggèrent encore une sorte d’interaction entre les fragments d’ARN mobiles et l’activité neurale. L’une des études réalisées l’an dernier a prétendu utiliser l’ARN pour « transférer » la mémoire d’un escargot à un autre. Cependant, tous ces résultats ne sont pas directement applicables à l’Homme.
« Par cette voie, les parents pourraient potentiellement transmettre des informations qui seraient bénéfiques à la progéniture dans le contexte de la sélection naturelle. Cela pourrait donc influencer le cours de l’évolution d’un organisme » conclut le biologiste et co-auteur de l’étude, Itai A. Toker.
