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Les chercheurs de RIKEN ont déterminé comment une protéine qui transporte les acides aminés essentiels à travers le placenta contribue au développement embryonnaire normal chez les mammifères1.

Une protéine est essentielle au développement embryonnaire sain

Le placenta offre un environnement favorable au développement des fœtus des mammifères. L’un de ses rôles les plus importants est de fournir des nutriments, y compris des acides aminés, provenant de la mère. Mais les mécanismes moléculaires qui sous-tendent l’apport en acides aminés ne sont pas bien compris.
Une équipe dirigée par Atsuo Ogura, du RIKEN BioResource Research Center, a mené une étude génétique qui explore les rôles que jouent les transporteurs d’acides aminés dans le placenta durant le développement. Leur intérêt majeur est le clonage de cellules de mammifères connu sous le nom de transfert de noyaux de cellules somatiques (TNCS), qui offre un potentiel énorme pour la production de bétail avec des traits génétiques spécifiques, la génération de modèles animaux pour les maladies et la médecine de la reproduction.
« Cependant, les embryons générés par le TNCS présentent fréquemment diverses anomalies lors du développement, y compris un placenta anormalement gros « , explique Shogo Matoba, chercheur principal au laboratoire d’Ogura. « Seulement 1 à 5% des embryons des souris clonés par le TNCS se développent à terme. »

La SNAT4 facilite le transport de divers acides aminés

La recherche de gènes anormalement régulés dans le placenta de ces embryons clonés a mené les chercheurs à la découverte du petit transporteur d’acides aminés neutre 4 (SNAT4), qui appartient à une famille plus vaste de protéines qui facilitent le transport de divers acides aminés. Ogura et Matoba ont effectué une série de manipulations génétiques pour mieux comprendre l’importance de cette protéine dans le développement précoce des embryons des souris.
Après avoir confirmé que la SNAT4 est spécifiquement exprimée dans un placenta sain, les chercheurs ont utilisé la technologie d’édition de gènes CRISPR-Cas9 pour générer des embryons de souris qui étaient déficients en SNAT4. Les petites souris présentaient une grave insuffisance pondérale et seulement 28 % d’entre elles étaient vivantes deux semaines après leur mise au monde.
Les chercheurs ont ensuite accouplé des mâles déficients en SNAT-4 avec des femelles normales, et ont constaté que les grossesses résultantes donnaient encore des embryons de poids très insuffisant avec des placentas également sous-développés. Ces changements ont été associés à une réduction des niveaux d’acides aminés dans la circulation des souris fœtales, ce qui laisse entrevoir une cause probable de cette déficience développementale.
Puisque la SNAT4 est surexprimé dans les embryons générés par le TNCS, cela pourrait potentiellement expliquer les placentas anormalement gros observés dans ce contexte.

Un modèle pour étudier les mécanismes du développement

Ces résultats ont des implications pour la reproduction humaine normale. « Les souris déficientes en SNAT4 ont montré des phénotypes similaires à ceux observés dans le retard de croissance intra-utérin », dit Matoba, en faisant référence à une anomalie du développement qui peut potentiellement mener à une fausse couche. « Ces animaux pourraient être un modèle précieux pour étudier les mécanismes de ce phénomène chez les mammifères – y compris les humains. »
Matoba a l’intention de continuer à étudier comment les transporteurs d’acides aminés façonnent le développement normal du fœtus en éliminant d’autres gènes codant pour la SNAT en plus de la SNAT4. Il veut également explorer la fonction de la SNAT4 dans les tissus non placentaires tels que le foie.
Cette recherche a été publiée dans PNAS.
Source : RIKEN
Crédit photo : Pixabay