Hum, je vais faire quelques eclaircissements pour cette histoire d'ADN mitochondrial paternel (abregé "mtDNA paternel" par la suite). Parce que il y a une petite confusion manifestement.
Vais faire le topo rapidement avec des alinéas (c'est cool les alinéas je trouve, non?)
1/Il est communement admis une filiation exclusive des mtDNA maternel chez les mammifere au minimum, à partir de là on a des divergences.
2/
Mytilus edulis (une des deux especes de moule d'eau de mer en France) a une filiation originale de mtDNA : Les mâles possedent du mtDNA maternel et paternel mais ne transmettent que du mtDNA paternel et ce qu'à leurs fils, alors que les femelles possèdent et transmettent que du mtDNA maternel. C'est ce qu'on apelle du "Doubly Uniparental Inheritance" (DUI). Il arrive que les femelles changent d'avis et décident bizarrement de faire comme les mâles, leur mtDNA ayant rebroussé chemin est alors appelé "masculinized M-Types" (pour "catégories de Mitochondries masculanisées"), ce processus de masculinisation est étudié en particulier dans le cadre de la speciation des moules (comment une espece de moules donne deux especes de moules au niveau moleculaire et si deux especes differentes n'en sont pas qu'une seule etc.)
Ce qu'on peut en dire ici dans notre truc, c'est que la filiation maternelle est un modele mammalien avant tout, et que ensuite chez les autres etres vivants il y a des groupes qui font exeptions par quelques originalités (groupes à priori tres minoritaires, bien que ça semble repandu parmis les bivalves), il serait interessant d'avoir des publis sur les resultats relatifs aux vegetaux d'ailleurs. Comme à priori Anakin n'est pas une moule (quoi qu'en disent certains), on n'a pas faux en parlant de filiation maternelle de mtDNA dans le cadre des Hommes, du moins à ce stade du topo, car c'est plus compliqué que ça comme ce qui va suivre.
3/En croisant in-vitro de nombreuses fois des especes differentes de souris entre elles (en microinjectant directement des spermatozoides dans des oocytes) et en faisant ensuite ce qu'on apelle une PCR pour regarder à quoi ressemble mtDNA des diverses generations, on remarque la présence de toute petite quantité de mtDNA paternel, au contraire des descendants des souris non-hybrides. Ce genre de croisements multiples supporte l'hypothese que les mitochondries des spermatozoides sont spécifiquement marqués pour etre detruit par la suite.
En quoi peut consister ce marqueur ? C'est une composante d'un grand assemblage moleculaire aux multiples fonctions qui est le sujet du prix Nobel de chimie de cette année (pourquoi de chimie? j'en sais rien). L'assemblage s'apelle "Ubiquitin-Mediated Proteolysis"(UMP), le truc sert pour degrader diverses entités en partant de l'enveloppe proteique des virus, des recepteurs sur les membrannes des cellules, des ARN messagers, jusqu'à ce qui nous interesse (les mitochondries paternelles je rapelle). En tres gros, la molecule d'ubiquitine se fixe sur des residus de lysine (une autre molecule) lesquels se trouvent dans des proteines, lesquelles proteines se trouvant sur l'entité à dégrader. Lorsque une proteine est ubiquitinée elle est destinée à etre envoyé dans les centres de degradation (lysosomes etc) de la cellule pour les detruire. En gros, si on met de l'ubiquitine sur une proteine, laquelle peut etre par exemple sur une membranne, ça condamne la proteine (et la membranne allant avec) à la destruction. C'est un processus central dans le controle qualité des proteines synthetisées par la cellule, pour le cycle cellulaire (en gros la multiplication des cellules de maniere ordonnée) egalement, ce qui fait une deficiance de l'UMP est source de cancer (multiplication anarchique de cellules). Pour en revenir à notre probleme, il se trouve que les enveloppes des mitochondries contenues dans les spermatozoides sont tres ubiquitinisées, et ce, à divers niveaux : Dans le testicule, on remarque une activité de Ubiquitin-ligases (appellées E1,2,3), lesquelles ont pour fonction d'accrocher l'ubiquitine aux proteines de l'enveloppe des mitochondries des futurs spermatozoides. Lors de la formation du spermatozoide (l'élongation du spermatide, qui donne le spz), l'ubitquitine est nettement presente, même au niveau de l'ADN du spermatide, mais là ça va etre remplacé par des protamines, parce que si le spz part à la poubelle, il risque pas d'y avoir fecondation un jour, (c'est neanmoins un mecanisme de controle de la qualité des spz produits), et donc lorsque le spz arrive au niveau de l'ovule, ses mitochondries sont super ubiquitinisées, et qui dit ubiquitinisation dit mort annoncée tres bientot pour les porteurs de la molecule (les mitochondries ici).
Bref, l'UMP est le systeme expliquant que chez un mammifere normal, et chez beaucoup d'autres animaux, les mitochondries mâles sont detruites dans les stades tres precoces de l'embryogenese. En fait, cette destruction se fait en general entre le stade 2 cellules et le stade 4 cellules de l'embryon, et donc pas au stade zygotique (le zygote c'est le stade 1 cellule, juste apres la reunion des deux noyaux (maternel et paternel) et avant la premiere division). En ce sens il est normal d'avoir des mitochondries paternelles dans le zygote pusiqu'elles partiront ensuite, c'est peut etre ce qu'à voulu dire le professeur de Taun We, mais je crois qu'il pensait plutot à mon point 4, lequel arrive tout de suite.
4/Donc, si vous etes toujours là, c'est maintenant que ça devient interessant (mouarf la bonne blague), et c'est je pense ce que voulait dire le professeur de Taun We. En l'an de grâce 2002, deux chercheurs de l'université de Copenhage ont reussis à faire parler d'eux (déjà ça c'est un exploit). Ils avaient un copain qui s'essouflait tres rapidement au moindre exercice, alors comme c'est des chercheurs, ils ne perdent pas une occasion pour chercher quelquechose, et là en l'occurence ils se demandaient pourquoi leur pote s'essouflait si rapidement. Ils sont partis sur l'hypothèse d'un souci au niveau des mitochondries dans les muscles. Pourquoi les muscles? Car c'est ce qui sert le plus quand on fait un exercice physique. Pourquoi les mitochondries? Car les mitochondries sont le siege des processus energetiques de la cellule (musculaire ici donc), lesquels processus utilisent l'oxygene apporté par le sang (d'ou essouflement si ça deconne, bcp d'O2 arrive mais peu serait utilisé reellement par la mitochondrie pour fournir de l'energie - sous la forme d'une molecule appelée ATP-), laquelle energie serait ainsi insufissante pour permettre aux muscles de suivre la cadence. Tres bien, alors comme ils sont acharnés, ils ont sequencés mtADN de leur pote (il y a 5 à 10 repliques d'un chromosme circulaire lequel contient 16.000 paires de bases, constituant 34 genes -les paires de bases sont l'unité de la molecule d'ADN en quelques sortes, une base etant une petite molecule et la paire en etant deux face à face dans la grosse molecule ADN-). Une fois cette sequence en main, ils peuvent rien en faire sans avoir de quoi la comparer. Alors, ils ont decidés de sequencer les mtDNA de la famille du pote, les peres, meres et grand peres, grand meres y sont passés. Et là, ô divine surprise, le pere, le grand pere et le pote ont tous en commun un caractere determiné dans leur sequence de mtDNA : une mutation par deletion de 2 paires de bases dans 90% des mtDNA sequencés, ce qui signifie que 2 paires de bases sont enlevés du genome mitochondrial chez les trois hommes, mais pas chez les deux femmes qui ne partagent pas ce caractere mutatoire. Le genome mitochondrial est assez spécial, il ne repond pas à toutes les regles du genome nuclaire (même le code genetique est legerement different semble-t-il), une de ses grandes caracteristiques est d'avoir beaucoup de paires de bases entrant dans un gene et tres peu n'y entrant pas, alors que dans l'ADN nucleaire c'est l'inverse, la grosse majorité ne rentre pas dans un gene. Donc cette toute petite deletion se repercute sans doute sur un gene, et donc sur la synthese d'une proteine qui deconnerait. Les chercheurs ont cherché (decidemment) à quel gene cela correspondait, et ils ont vu que c'etait en plein milieu du gene ND2, lequel code pour une proteine essentiel au bon fonctionnement de la chaine de production d'energie de la mitochondrie, se servant d'oxygene notament.
Donc nos chercheurs ont expliqué pourquoi leur pote avait des soucis à l'exercice physique (on apelle ça une myopathie mitochondriale), et surtout, ils ont trouvé un exemple flagrant de filiation paternel de mtDNA. Ce qui sera relié aux divers points dans le suivant que voici que voila :
5/Si on a trouvé des mtDNA paternel, c'est que des mitochondries paternelles sont dans l'individu (à 90%). Si des mitochondries paternelles sont dans l'individu, c'est qu'elles n'ont pas toutes été detruite, loin de là même vu la quantité. Si elles n'ont pas été detruite, c'est que le systeme de destruction ne marchait pas, et donc que l'UMP deconnait.
Si l'UMP deconne pour ces mitochondries et que l'individu reussis à vivre tout de même, c'est que le dysfonctionnement est tres localisé dans l'organisme. Comme on sait comment l'UMP marque les mitochondries, on en deduit que le souci se passe au niveau des cellules germinales, avant qu'elles n'evoluent en spermatozoides. C'est ce qu'on apelle un Mosaïcisme, les celules germinales ne sont pas toutes identiques. Bref, les mitochondries du pere n'etaient pas correctement marquées à l'ubuquitine pour etre detruites et sont donc restées chez le fils.
-
C'est je pense ce qu'à voulu dire le professeur de Taun We, dans une remarque de quelques secondes ou minutes en cours (alors qu'il en faudrait des heures sur l'UMP), on n'a pas le temps d'expliquer les processus en profondeur (et sur un forum non plus d'ailleurs

), il y avait comme nuance le fait qu'il s'agissait d'une pathologie de l'UMP, d'un mosaïcisme. Le risque lorsqu'on fait ce genre de remarque en cours est que les auditeurs la prenne pour argent comptant à la pointe de la recherche etc. ce qui n'est pas le cas. Donc il y a sans doute eut une petite confusion à ce niveau, ou alors je demande à voir la publication affirmant que c'est autre chose qu'une pathologie chez le mammifere et dans quel cas je pourrais juger de sa solidité scientifiquement parlant. En tout cas rien n'est parru en dehors de ça dans les revues scientifiques serieuses à ce que j'ai lu. Donc Taun We, je te deconseille de mettre ça en exammen.
Maintenant, il faut aussi savoir qu'apres 2002, la presse specialisée a relayé ça de maniere un peu survoltée, disant que c'etait une decouverte remettant tout à plat etc (dans NewScientist notament). Alors que en lisant la publication des deux chercheurs, il ne ressort pas ça (même si ça apporte un petit bemol de plus sur les travaux portant sur l'evolution des especes, mais rien de bien mechant). C'est un penchant negatif naturel dans cette presse, on se souvient par exemple du cas de la brebis Dolly qui fut qualifiée dans les journaux abusivement de clone, alors que s'en etait pas d'apres la definition en cours. Depuis l'association de Dolly à un clone s'est enracinée dans les esprits, et les chercheurs eux meme ont du trouver une definition plus large au mot, il s'est galvaudé en fait, c'est des trucs qui arrivent. Ainsi, certains ont pu croire à une revolution avec ces mitochondries alors que ça n'en etait pas (ça a fait un petit debat à l'epoque visiblement). C'est des trucs qui arrivent, et certains avaient enterré la filiation maternelle abusivement l'espace de quelques temps (je ne pense pas que le professeur de Taun We etaient de ceux-là).
Ceci dit, je termine par deux points : en biologie, rien n'est si absolu que ça, certaines mitochondries paternelles peuvent tres bien passer à travers le filet sans pathologie (mais le nombre tres inférieur de mitochondries du spz vis à vis de celui de l'ovule entrainera une sorte de dilution statistique au fil des divisions), dans le cas du myopathe mitochondrial, on avait 90% de mitochondries à anomalies, ce qui excluait l'hypothese non pathologique de "la mitochondrie qui passe à travers les mailles du filet".
D'autre part, le principe de la filiation maternelle est utilisé en ecologie des populations, j'ai fait ça par exemple sur des plantes envahissant une vasiere pres de la ville de Vannes, pour savoir d'où elles venaient.