Des scientifiques chinois ont récemment réussi à décoder le cycle de vie complet des mouches des fruits, établissant un lien significatif entre la génétique et le développement cellulaire. Cette avancée majeure est le fruit d'une recherche collaborative entre BGI Research, basé à Hangzhou, et l'Université des Sciences et Technologies du Sud à Shenzhen.

Les chercheurs ont élaboré un atlas multi-omique spatiotemporel en 3D qui documente les cellules individuelles à travers l'ensemble du cycle de développement des mouches à fruits. Ce travail fournit des aperçus précieux au niveau moléculaire sur les processus biologiques fondamentaux.

La recherche, publiée dans la revue Cell, est attendue pour faire progresser les études sur les anomalies du développement et les mécanismes des maladies. Les scientifiques décrivent le développement animal comme un processus minutieusement orchestré où gènes et cellules coopèrent avec une précision spatio-temporelle.

En prenant les mouches des fruits comme organisme modèle, l'équipe a identifié quatre phases distinctes dans leur cycle de développement : œuf, larve, pupe et adulte. Ce processus a été comparé à une 'production théâtrale vivante', où chaque cellule entre en scène selon un script génétique précisément régulé.

Pour réaliser cette étude, l'équipe a utilisé des technologies auto-développées par BGI, effectuant des prélèvements intensifs d'embryons de drosophiles toutes les 30 minutes à deux heures. Des échantillons des stades larvaires et pupaires ont également été collectés à des moments clés du développement.

Cette méthodologie a permis de constituer un ensemble de données volumineux, comprenant plus de 3,8 millions de transcriptomes de cellules uniques, résolvant spatialement chaque phase du cycle de vie de la drosophile.

Les chercheurs ont utilisé un outil algorithmique appelé Spateo pour élaborer un modèle 3D haute résolution, cartographiant avec précision la morphologie des tissus et l'expression génique. En intégrant ces données, ils ont pu créer une carte des trajectoires de différenciation, mettant en lumière les mécanismes moléculaires derrière les décisions de destin cellulaire.

Wang Mingyue, l'un des principaux auteurs de l'étude, a expliqué que les cellules provenant de différents feuillets embryonnaires empruntent des chemins de différenciation distincts, où les facteurs de transcription jouent un rôle clé en agissant comme des 'directeurs cellulaires'.

De plus, plusieurs facteurs de transcription précédemment inconnus ont été découverts, suggérant qu'ils pourraient être cruciaux pour le développement du système nerveux, de l'intestin et de l'endocrinologie.

Cette recherche offre également un puissant référentiel pour l'étude des maladies humaines, étant donné qu'environ 70 % des gènes humains liés aux maladies ont des homologues chez les mouches des fruits. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour la recherche biomédicale.

(Couverture : une drosophile. /VCG)