Évolution de l’empreinte parentale chez les mammifères

Quelle ménagerie !

Evolution of genomic imprinting in mammals: what a zoo !

UMR 3215/Inserm U934, Unité de génétique et biologie du développement, Institut Curie, 26 rue d’Ulm, 75248 Paris Cedex 05, France

^* Deborah.Bourchis@curie.fr
^* Charlotte.Proudhon@curie.fr

Résumé

L’empreinte parentale ou empreinte génomique impose un mode de reproduction sexué obligatoire chez les mammifères. Ce phénomène résulte de l’expression mono-allélique et monoparentale d’un groupe de gènes. Ce mécanisme de régulation génique concerne les mammifères vivipares comme les euthériens et, dans une moindre mesure, les marsupiaux. Les mammifères ovipares, ou monotrèmes, ne semblent pas dotés d’empreinte parentale. Cette restriction phylogénétique conforte l’hypothèse selon laquelle l’émergence de l’organe placentaire aurait imposé une pression sélective pour l’acquisition de l’empreinte. Ces arguments physiologiques ont été plus récemment étayés par des arguments génomiques, grâce au séquençage du génome de l’étrange ornithorynque, un des rares monotrèmes encore existants. De nombreuses coïncidences temporelles et fonctionnelles existent entre l’apparition de l’empreinte et l’accumulation d’éléments transposables. Les analyses comparatives systématiques du génome de différentes espèces de mammifères, classiques et exotiques, sont essentielles à notre connaissance de l’émergence et de l’évolution de l’empreinte.

Abstract

Genomic imprinting imposes an obligate mode of biparental reproduction in mammals. This phenomenon results from the monoparental expression of a subset of genes. This specific gene regulation mechanism affects viviparous mammals, especially eutherians, but also marsupials to a lesser extent. Oviparous mammals, or monotremes, do not seem to demonstrate monoparental allele expression. This phylogenic confinement suggests that the evolution of the placenta imposed a selective pressure for the emergence of genomic imprinting. This physiological argument is now complemented by recent genomic evidence facilitated by the sequencing of the platypus genome, a rare modern day case of a monotreme. Analysis of the platypus genome in comparison to eutherian genomes shows a chronological and functional coincidence between the appearance of genomic imprinting and transposable element accumulation. The systematic comparative analyses of genomic sequences in different species is essential for the further understanding of genomic imprinting emergence and divergent evolution along mammalian speciation.