On sait enfin pourquoi on a cinq doigts et pas six

Pourquoi 5 doigts et pas 6, 7 ou 8? Ce serait tellement plus pratique pour jouer d'un instrument ou taper à toute vitesse sur son clavier. Depuis longtemps, la science s'interroge sur le nombre de doigts qui constituent nos mains. Dans une étude publiée le mercredi 5 octobre dans la revue Nature, des chercheurs de l'Institut de recherche clinique de Montréal (IRCM) éclaircissent un peu le mystère.

À quel moment de l'évolution les vertébrés ont-ils commencé à être dotés de membres tels que des jambes, des bras, des pattes? Cette question, qui a beaucoup taraudé la science, a déjà quelques réponses. On sait en effet que les membres dérivent des rayons des nageoires, au temps où la transition entre vie dans l'eau et vie sur terre commençait à se faire.

Nageoires, puis membres

Plus particulièrement, deux gènes avait déjà été identifiés, les gènes hoxa13 et hoxd13, comme étant responsables de la formation des nageoires et des membres. «On sait que chez la souris, si les gènes hoxa13 et hoxd13 sont désactivés, on obtient des animaux qui n'ont pas de doigts. Et il y a un autre travail qui est paru dans Nature il y a quelques semaines qui a montré que si on désactive ces deux mêmes gènes chez les poissons, alors leurs nageoires n'ont plus de rayons», explique à La Presse Marie Kmita, auteure principale de l'étude publiée dans Nature.

Sauf que ces gènes, s'ils sont une preuve du lien entre nageoires et membres, n'expliquent pas pourquoi nous avons cinq doigts et non pas sept ou huit. D'ailleurs,comme le souligne le site Science Daily, des fossiles remontant à plusieurs millions d'années montrent que parmi les premières espèces sur Terre, certaines possédaient plus de six doigts. Alors, comment expliquer que nous n'en avons que cinq?

Hoxa11

Pour le savoir, Marie Kmita, directrice de l'IRCM, et Yacine Kherdjemil, l'un de ses doctorants, ont génétiquement modifié des souris. Ils ont découvert qu'une troisième version des gènes «hox», le hoxa11, avait un rôle primordial dans le nombre de doigts que peuvent posséder les vertébrés.

C'est en essayant de reproduire les mêmes versions de gènes hox des poissons qu'ils ont fait ce constat. Chez les poissons notamment, les gènes hoxa11 et hoxa13 sont actifs dans des cellules des nageoires en développement. Alors que chez les souris, ils sont actifs dans d'autres cellules que celles des membres. Or, lorsque les chercheurs ont activé le gène hoxa11 dans des cellules allant devenir des doigts, ils ont obtenu des souris avec six ou sept doigts par membre. «Quand il est actif dans les cellules qui vont devenir les doigts, on obtient plus de 5 doigts, et quand on le désactive, les pattes des souris redeviennent normales», détaille Marie Kmita à La Presse.

«Cela suggère que ce changement morphologique majeur n'a pas eu lieu par l'acquisition de nouveaux gènes, mais seulement par la modification de leurs activités», explique-t-elle aussi à Science Daily. Cette découverte pourrait aider la médecine à comprendre pourquoi certaines malformations génitales durant la grossesse ne sont pas uniquement le résultat de mutations, mais aussi d'expression et de contrôle des gènes.