Une étude montre comment les chromosomes X et Y de souris se font concurrence pour contrôler le sexe de la progéniture

La fonction moléculaire des gènes chez les souris a une influence majeure sur le sexe de leur progéniture, selon une nouvelle découverte qui en révèle plus sur l'impact des gènes sur la fertilité des animaux.

Dans des circonstances normales, les lois de la génétique garantissent que les spermatozoïdes porteurs d'un chromosome X ou Y ont une chance égale de féconder l'ovule, de sorte que les parents ont une chance égale d'avoir une fille ou un fils. Cependant, des souris mâles avec des délétions partielles sur leur chromosome Y (mâles Yqdel) enfreignent cette loi de fer, produisant un sex ratio déformé avec beaucoup plus de progénitures femelles que mâles. Jusqu'à présent, comment cela se passait était un mystère.

Des recherches menées conjointement par des équipes des universités du Kent, de Cambridge, de l’Essex et de Paris Descartes montrent que la clé réside dans la forme du sperme et dans sa capacité à nager.

Premièrement, l’équipe a montré qu’elle pouvait corriger la distorsion du sex-ratio en procédant à une fécondation par FIV – prouvant que les mâles d’Yqdel produisent un nombre égal de spermatozoïdes porteurs de X et de Y et que les deux types de spermatozoïdes sont également capables de l'œuf.

Ensuite, l’équipe a utilisé une microscopie à haute résolution et une analyse d’images informatique de pointe pour montrer que les spermatozoïdes des hommes d’Yqdel sont rétrécis et déformés. De manière cruciale, les spermatozoïdes porteurs de Y étaient plus gravement atteints que les spermatozoïdes porteurs de X, ce qui suggère que leur fonction était altérée. Pour montrer cela, ils ont utilisé la technique de marquage FISH – une technique qui souille l'ADN chromosomique X ou Y de différentes couleurs. Cela leur a permis d'identifier quelles cellules portaient quel chromosome et de les corréler à la forme de chaque cellule. En utilisant une autre souche de souris transgénique qui "désactive" les gènes liés au Y plutôt que de les supprimer, ils ont prouvé que la différence de forme entre les spermatozoïdes porteurs de X et de Y était due à des différences d'expression génique, et pas simplement à la perte d'ADN les mâles Yqdel.

Enfin, ils ont organisé des "courses de sperme" pour isoler les spermatozoïdes nageant très rapidement des mâles d'Yqdel, et ont confirmé par FISH que ces minuscules athlètes étaient principalement des spermatozoïdes porteurs de X – expliquant ainsi la prédominance des filles de la progéniture d'Yqdel.

Le Dr Peter Ellis de la School of Biosciences du Kent a dirigé les recherches. Il a dit:

Nous savons depuis quelque temps que les chromosomes X et Y de souris entrent en compétition pour produire une progéniture femelle-mâle, les gènes du X favorisant la production de filles et ceux du Y favorisant les fils. Notre recherche révèle maintenant pour la première fois comment cela se produit. Lorsque les gènes transmis par Y sont supprimés, ceux-ci sabotent le développement de la tête des spermatozoïdes, ralentissent la vitesse des spermatozoïdes porteurs de Y et assurent un avantage «égoïste» pour les spermatozoïdes porteurs de X dans la course vers l'ovule. Nous avons également constaté que l’utilisation de la FIV peut inverser ce déséquilibre, ce qui a des conséquences évidentes sur l’utilisation de ces techniques pour influer sur le sexe des descendants de mammifères. "

La source:

Référence du journal:

Rathje, C.C., et al. (2019) La motilité différentielle des spermatozoïdes joue le rôle du lecteur de sex-ratio façonnant l'évolution du chromosome sexuel chez la souris. Biologie actuelle. doi.org/10.1016/j.cub.2019.09.031.