Des embryons peuvent-ils être générés sans père ?

L’un des faits les plus connus en biologie est que, chez les espèces sexuées comme la nôtre, pour générer un nouvel être vivant, il faut un gamète femelle et un gamète mâle. C’est-à-dire un ovule et un spermatozoïde.

La théorie est simple : lors de la fécondation, le sperme pénètre dans l’ovule ou l’ovocyte et l’active. L’ovocyte est celui qui dispose de la machinerie nécessaire pour réaliser les premières étapes du développement embryonnaire précoce, jusqu’à ce que l’embryon lui-même soit activé. À partir de ce moment, il est capable de générer ses propres protéines, codées par des gènes hérités de la mère et du père.

Mais que se passe-t-il si ce n’est pas le sperme qui active l’ovocyte ?

Ce n’est pas magique, mais c’est réalisable en laboratoire. Diverses méthodes (ajout d’agents chimiques, utilisation de petits courants électriques) produisent un effet similaire sur l’ovocyte à la pénétration du sperme.

En conséquence, une cascade d’activités intracellulaires est générée. Et au final, on obtient une « parténote » ou « gynogénote », qui n’est rien d’autre qu’un embryon ne possédant qu’une seule copie du génome hérité de la mère.

En revanche, lorsque l’ovocyte est ovulé, il n’a pas terminé son ovulation. la deuxième division méiotique. Pour le compléter, il faut le fertiliser ou l’activer. Si cette seconde division ne se produit pas, un embryon « parthénote diploïde » peut être généré. Qu’est-ce que cela signifie? Il possédera les deux copies du génome que l’on attend dans un embryon classique… à la différence que les deux seront d’origine maternelle.

La question à un million de dollars est de savoir si ces parthénotes qui possèdent deux copies du génome d’origine maternelle peuvent se développer et donner naissance à un animal vivant. La réponse est négative : pour obtenir une descendance, il faut une copie du génome maternel et une autre du génome paternel. Même si, selon certaines étudesles parthénotes sont capables de développer in vitro tout comme les embryons classiques. De plus, dans le cas des souris, lorsque les parthénotes sont transférés dans l’utérus d’une femelle, ils se développent au-delà de l’implantation.

Mais si les parthénotes possèdent le même pool génétique que les embryons classiques (ils sont diploïdes, ils ont deux copies du génome), pourquoi leur développement s’arrête-t-il ?

L’importance des gènes imprimés

Chez les mammifères se produit un phénomène appelé « empreinte génomique » qui échappe aux règles de la génétique classique. Normalement, nous avons deux copies de chaque gène (allèles), une héritée de la mère et une du père. Ces deux exemplaires s’expriment en même temps, mais l’un domine l’autre. Il existe des gènes qui ne sont pas régis par ces règles et une seule des deux copies est exprimée. On dit que ces gènes sont imprimés. Cela signifie qu’ils possèdent des marques épigénétiques qui provoquent l’expression d’un seul des deux allèles. Ces gènes imprimés sont essentiels au début du développement embryonnaire et placentaire.

Voilà la réponse : si un parthénote ne possède pas la copie du génome paternel, les gènes imprimés dans lesquels seule la copie paternelle est exprimée ne seront pas présents. Par conséquent, il y aura des échecs dans le développement de l’embryon et du placenta qui rendront l’embryon sans père non viable.

Malgré tout ce qui a été dit jusqu’à présent, la science a réussi à développer des souris sans père.

Grâce au développement d’outils d’édition génétique, au cours des dernières années Il a été réalisé obtenir une progéniture à partir de parthénotes, générés à partir d’œufs non fécondés. Ceci a été réalisé en modifiant l’expression de certains gènes clés imprimés pour le développement. On a également constaté que l’espérance de vie de ces souris qui ne possèdent que des gènes d’origine maternelle est plus longue. Ils vivent en moyenne 186 jours de plussoit 30% de plus !

Le gamète femelle est-il essentiel à la vie ?

Jusqu’à présent nous n’avons parlé que de gynogénotes, mais les « androgénotes » existent aussi. Ce sont des embryons qui ne contiennent que des copies du génome paternel. Dans ce cas, pour les générer, il faut un œuf sans noyau. Rappelons que l’ovocyte est la cellule qui possède la machinerie nécessaire au développement embryonnaire initial, jusqu’à ce que l’embryon lui-même soit capable de générer ses propres protéines.

On a vu que les andronotes ont taux de développement inférieurs que les parthénotes ou les gynogénates, et la progéniture meurt dans les 48 premières heures de la vie

Il s’ensuit que le gamète femelle est essentiel à la vie.

L’étude des parthénotes sert non seulement à comprendre la fonction des gènes imprimés dans les premiers stades du développement embryonnaire, mais est également pertinente dans de nombreux domaines de la connaissance. Par exemple, l’activation des ovocytes est un processus clé du clonage. Par ailleurs, divers études ont réussi à isoler des cellules souches d’embryons parthénogéniques et à les différencier en différents types de cellules (comme les cellules nerveuses et musculaires). Cela a permis de réaliser de grands progrès dans le domaine de la thérapie cellulaire.