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Depuis son arrivée à l’Inra en 1998, Raphaël Mercier consacre ses travaux de recherche à l’étude de la méiose chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. La méiose est un type particulier de division cellulaire qui permet de générer des cellules sexuelles, les gamètes, chez tous les êtres vivants – animaux, plantes, champignons… - qui se reproduisent sexuellement.
La méiose consiste en deux divisions cellulaires successives à la suite desquelles chacune des quatre cellules filles (les futurs gamètes) n’emporte qu’une moitié des chromosomes du parent qui les produit. En outre, ces chromosomes sont une recombinaison unique des gènes portés par les chromosomes de ce parent. Lors de la fécondation, la fusion d’un gamète femelle et d’un gamète mâle rétablit le nombre de chromosomes initial dans l’individu qui en résulte.
La reconnaissance d’un spécialiste à la pointe de la recherche internationale
Auteur de plus de 20 articles publiés dans des revues scientifiques à comité de lecture, Raphaël Mercier est aujourd’hui un expert de la méiose dont l’excellence des travaux est reconnue à l’international. Il a été invité à participer aux conférences sur la méiose organisées par l’European Molecular Biology Organization (EMBO) et les Gordon Research Conferences (GRC) en 2010, et à animer les débats du Gordon Research Seminar 2010. Son projet de recherche MeioSight, qui sera lancé en janvier 2012 pour une durée de cinq ans, vise à décortiquer le processus de la méiose. Il a convaincu le jury du Conseil européen de la recherche par l’originalité des approches génétiques qui seront utilisées pour identifier de nouveaux gènes impliqués dans la méiose et en caractériser la fonction, et qui permettront de comprendre les mécanismes moléculaires fondamentaux à l’action dans ce processus au cœur de l’hérédité.
La maîtrise des mécanismes de l’hérédité : le moteur de l’amélioration des plantes
Les travaux de Raphaël Mercier apporteront des réponses aux demandes actuelles des sélectionneurs pour créer de nouvelles variétés de plantes "élites", c’est-à-dire réunissant un ensemble original de caractères d’intérêt agronomique essentiels, en exploitant la diversité génétique. Pour réunir ces caractères dans un même individu, il est nécessaire d’obtenir des chromosomes recombinés, à partir de croisements (reproduction sexuée avec méiose qui assure un brassage génétique) entre des plantes contenant une ou plusieurs des caractéristiques désirées. Une meilleure maîtrise de la recombinaison (intensité, position dans le génome) serait donc un énorme progrès en amélioration des plantes.
Les plantes cultivées d’intérêt agronomique, qui combinent un grand nombre de caractères, sont très souvent de composition génétique complexe. Leur descendance, du fait de la reproduction sexuée qui mélange l’information génétique à chaque génération, ne conserve pas l’ensemble des caractères recherchés. Si l’on souhaite conserver d’une génération à l’autre les recombinaisons intéressantes obtenues par croisement, il est nécessaire de les fixer. L’objectif est cette fois de reproduire les cellules à l’identique, mécanisme qui fait normalement intervenir un autre type de division cellulaire, la mitose, qui produit des copies parfaites de la cellule mère au cours du développement de la plante. L’une des applications originales des travaux de Raphaël Mercier réside dans la possibilité de transformer la méiose en mitose, aussi appelée apoméiose. L’apoméiose est l’un des mécanismes impliqués dans un mode de reproduction par graines conforme à la plante mère, c’est-à-dire sans brassage génétique, appelée apomixie. L’apomixie est un mode de reproduction observé chez plus de 400 espèces de plantes sauvages, mais quasiment absent chez les espèces cultivées. Reproduire par apomixie une espèce cultivée serait ainsi un moyen efficace de propagation de nouvelles variétés élites contenant des chromosomes recombinés cumulant les caractères d’intérêt agronomique. Cela éviterait notamment le recours à des plans de multiplication compliqués et onéreux pour maintenir les variétés hybrides.
Le champ d’application d’une meilleure compréhension de la méiose ne s’arrête pas au domaine de l’agronomie, et peut également relever de la médecine. En effet, une mauvaise répartition des chromosomes au cours de la méiose est à l’origine de nombreux avortements spontanés ainsi que de syndromes génétiques tels que la trisomie 21. Les mécanismes de recombinaison des chromosomes sont par ailleurs similaires aux mécanismes de réparation de l’ADN qui ont lieu dans toutes les cellules et en assure l’intégrité.
En savoir plus :
> Les plantes peuvent-elles se passer de sexe ?, communiqué de presse 18/02/2011
> Mime, une lignée de plante produisant des grains de pollen et des ovules génétiquement identiques à la plante parente, communiqué de presse 05/08/2009
> Le contrôle des mécanismes de la reproduction ouvre la voie à de nouvelles méthodes d'amélioration des plantes, communiqué de presse 06/05/2009
(1) Meiotic insight : Deciphering the engine of heredity.
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Voir aussi
