Une nouvelle hormone qui stimule les fonctions sexuelles chez les poissons pourrait mener à de nouveaux traitements de l’infertilité chez l’être humain
Lorsque les biologistes Kim Mitchell et Vance Trudeau de l’Université d’Ottawa se sont mis à l’étude des effets des mutations génétiques chez les poissons-zèbres, ils ont découvert de nouvelles fonctions qui régulent les interactions entre le mâle et la femelle pendant l’accouplement. Nous avons rencontré le professeur Trudeau, auteur principal et titulaire d’une chaire de recherche en neuroendocrinologie de la Faculté des sciences, pour en savoir davantage.
Parlez-nous de ce projet de recherche.
Kim et moi travaillions avec des collaborateurs internationaux de l’Institut d’hydrobiologie de l’Académie chinoise des sciences de Wuhan. À l’aide d’une technologie d’édition génomique mise au point par nos collègues chinois, nous avons fait muter deux gènes apparentés et étudié les effets de cette mutation sur la fonction sexuelle chez le poisson-zèbre. Ces poissons d’eau douce appartenant à la famille des carpes et des vairons sont des organismes modèles très utilisés en recherche biomédicale.
Qu’avez-vous découvert?
Nous avons procédé à une mutation spécifique des gènes de la sécrétogranine-2 et avons découvert que cette mutation réduisait la capacité reproductive des mâles et des femelles, dont le comportement sexuel se trouvait considérablement altéré.
Les poissons ont l’air normal, mais quand nous mettons des individus des deux sexes ensemble, ils s’ignorent presque!
Normalement, quelques minutes à peine après la rencontre initiale entre un mâle et une femelle, le mâle pourchasse la femelle dans une sorte de parade nuptiale, et ils frayent peu de temps après (la femelle pond ses œufs dans l’eau et le mâle les féconde instantanément).
Nous avons toutefois constaté que chez les poissons génétiquement modifiés, 1 couple sur 10 seulement pouvait se reproduire.
Les couples porteurs des gènes mutés produisent des ovules et du sperme, mais ils sont tout simplement incapables de s’accoupler.
Ce phénomène est la première preuve que la mutation de ces gènes perturbe le comportement sexuel d’un animal.
Quel rôle joue la sécrétogranine-2?
La sécrétogranine-2 est une grande protéine importante pour le fonctionnement normal des cellules du cerveau et d’autres cellules qui sécrètent des hormones pour réguler les fonctions comme la croissance et la reproduction. Cette protéine peut toutefois être scindée par des enzymes particulières, et nous avons découvert qu’un petit fragment appelé sécrétoneurine joue un rôle important dans la stimulation sexuelle.
Chez les poissons génétiquement modifiés, nous pouvons rétablir partiellement la fonction sexuelle par une seule injection du peptide sécrétoneurine. Nous pensons que ce peptide agit sur les cellules du cerveau et de l’hypophyse pour augmenter la libération d’hormones, ce qui améliore la capacité de la femelle à ovuler et à pondre ses œufs.
Pourquoi est-ce important?
Nous avons découvert de nouveaux gènes qui peuvent réguler la reproduction, et la sécrétoneurine est donc en soi une nouvelle hormone. La sécrétoneurine que produisent les poissons est remarquablement similaire à celle que produisent d’autres animaux, y compris les humains. Nous pouvons maintenant utiliser nos poissons génétiquement modifiés pour chercher d’autres facteurs susceptibles d’améliorer la fonction sexuelle, que ce soit pour augmenter le frai chez les espèces de poissons d’élevage ou pour contribuer à la recherche de nouveaux traitements contre l’infertilité humaine.
Les possibilités sont immenses. Les grands gènes de la sécrétogranine-2 pourraient produire de nombreux autres peptides de type hormonal aux fonctions inconnues. Ce sujet laisse entrevoir de futurs projets de recherche passionnants.
L’article « Targeted mutation of secretogranin-2 disrupts sexual behavior and reproduction in zebrafish » est publié dans la revue PNAS.