Madeleine Gans

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Madeleine Gans

Naissance 5 juin 1920
Pont-à-Mousson (France)
Nationalité Française
Champs Génétique
Institutions CNRS et Université Pierre-et-Marie-Curie
Formation Médecin et Biologiste
Renommée pour Travaux sur la génétique de la Drosophile
Distinctions Académie des sciences

Madeleine Gans, née le 5 juin 1920 à Pont-à-Mousson en Lorraine, est une généticienne française principalement connue pour ses travaux sur la Génétique du développement de la drosophile (en).

Biographie[modifier | modifier le code]

Après ses études de médecine, Madeleine Gans entre en 1945 dans le laboratoire de Boris Ephrussi à l’Institut de biologie physico-chimique à Paris. Elle soutient sa thèse en 1951 sur l’étude du mutant zeste chez Drosophila melanogaster. En 1956, elle travaille avec Georges Prévost, autre élève de B. Ephrussi, sur le champignon Coprinus radiatus, d’abord à l’Institut de biologie physico-chimique, puis dans le laboratoire de Génétique Physiologique du CNRS à Gif-sur-Yvette et en 1967 au Centre de Génétique Moléculaire (CGM). En 1970, M. Gans revient au modèle Drosophile sur lequel elle abordera, par des méthodes génétiques, l’étude du développement. Elle poursuit ses recherches jusqu’en 1990.

Madeleine Gans effectue sa carrière scientifique tout d'abord au CNRS, comme stagiaire en 1945 et comme chargée de recherches en 1952. En 1953, elle entre à l'université où elle est nommée chef de travaux pratiques de génétique à la Sorbonne, puis en 1961 professeur de génétique à la Faculté des Sciences de Paris. En 1956, elle participe à la création du certificat de troisième cycle de Génétique approfondie. En 1965, ce certificat devient le diplôme d’études approfondies de Génétique. Piotr Slonimski et Madeleine Gans en assurent la direction pendant plusieurs années. Ce DEA a formé des centaines de jeunes chercheurs et a connu une notoriété nationale et internationale.

Madeleine Gans est élue correspondante à l’Académie des sciences en 1987.

Travaux scientifiques[modifier | modifier le code]

Relations complexes entre génotype et phénotype chez la Drosophile[modifier | modifier le code]

Madeleine Gans effectue sa thèse sous la direction de B. Ephrussi, connu pour ses travaux, en collaboration avec George Beadle, sur les mutants de pigmentation de l’œil chez la Drosophile[1]. Madeleine Gans publie en 1953 son travail de thèse intitulé « Etude génétique et physiologique du mutant z de Drosophila melanogaster »[2]. Dans cette étude, M. Gans décrit la complexité des relations entre génotype et phénotype. Elle met en évidence dans ce système des phénomènes d’interaction entre gènes tels que transvection, effet de position et variégation.

Analyse génétique chez le basidiomycète Coprinus radiatus[modifier | modifier le code]

A la fin des années 50, à la suite des travaux de George Beadle et Edward Tatum, (prix Nobel de physiologie et médecine avec Joshua Lederberg en 1958), les études génétiques se sont orientées vers l’analyse fonctionnelle des gènes chez les ascomycètes[3]. Après sa thèse, Madeleine Gans s'associe à Georges Prévost pour travailler sur un basidiomycète, Coprinus radiatus. En effet, il était possible de réaliser facilement chez les basidiomycètes, grâce à la présence d’une phase dicaryotique (en), les tests de complémentation fonctionnelle (en) nécessaires à cette nouvelle approche. Une collection d'une centaine de mutants est constituée, des gènes intervenant dans des voies de biosynthèse d'acides aminés et des acides nucléiques sont identifiés et la cartographie génétique d'une soixantaine de ces marqueurs est effectuée. La première cartographie génétique à grande échelle d'un basidiomycète[4] est ainsi réalisée ainsi que la première analyse de la structure fine d’un locus complexe chez le Coprin[5].

Étude génétique du développement chez la Drosophile[modifier | modifier le code]

A la suite des travaux précurseurs d’Ed Lewis (en) sur les mutants homéotiques de la drosophile[6],[7], la méthodologie génétique s’est peu à peu imposée, à partir de la fin des années 60, comme un outil majeur pour l’analyse des mécanismes de développement. En 1980, Christiane Nüsslein-Volhard et Eric Wieschaus apporteront une confirmation magistrale de la puissance de cette méthodologie par leurs études sur la métamérisation de l’embryon[8]. Ces trois chercheurs recevront le prix Nobel de physiologie et médecine en 1995. En France, dès les années 70, Madeleine Gans a été l’initiatrice de cette approche de génétique du développement. Madeleine Gans et son équipe ont mis en oeuvre des mutagenèses extensives dans le but d’identifier les gènes, spécifiquement actifs pendant l’ovogenèse, dont les produits structurent l’ovocyte[9]. M. Gans fait l’hypothèse que des mutations dans ces gènes (dits “à effet maternel”) affecteront des structures particulières chez les descendants (embryons, larves et même adultes) des femelles mutantes. Plus de 60 gènes seront identifiés dont l’étude ultérieure sera menée par M. Gans et son équipe[10],[11],[12],[13] et par d’autres chercheurs, français et étrangers. Dans l’une des mutagenèses, des mutations aux propriétés étonnantes sont identifiées conduisant à une stérilité femelle dominante totale, les mutations ovoD[14],[15]. Des études ultérieures montreront que les produits du gène ovo sont impliqués dans la viabilité et l’identité sexuelle de la lignée germinale femelle. Madeleine Gans reconnait d’emblée l’outil exceptionnel qu’offrent ces mutations pour l’analyse clonale en lignée germinale femelle[15],[16],[17]. Norbert Perrimon (en) en développera toutes les potentialités[16],[18],[19],[20]. Des dizaines d’équipes de chercheurs en génétique du développement de la drosophile utiliseront ces outils.

Contrôle de la mobilisation des éléments transposables pendant l’ovogenèse chez la Drosophile[modifier | modifier le code]

Au cours de l’analyse génétique des mutants ovoD, Madeleine Gans découvre que, dans certaines conditions, les mutations ovoD réversent à haute fréquence (jusqu’à 6%) en lignée germinale femelle[15]. Les évènements de « réversion » transforment les mutations ovoD en mutations ovo0 qui se comportent comme une perte de fonction du gène ovo. Ces « réversions » s’accompagnent fréquemment de mutations de gènes adjacents (4% des cas de réversions) ou ailleurs dans le génome (5% des cas). La présence d’éléments transposables et leur mobilisation est l'hypothèse privilégiée pour expliquer ces résultats. En 1989, l’équipe de M. Gans confirme que la mobilisation du rétrotransposon gypsy induit la « réversion » des mutations ovoD[21] et que cette mobilisation dépend du génotype des mères des femelles ovoD/+. L’élément génétique responsable du contrôle de cette mobilisation, appelé flamenco (flam), est localisé dans l'hétérochromatine proximale du chromosome X[22]. Dans la plupart des souches, flamenco est présent sous une forme allélique active (flamR, allèle restrictif) et gypsy ne transpose pas. Dans certaines souches, flamenco est présent sous une forme allélique mutante (flamP, allèle permissif) qui ne permet plus le contrôle de gypsy : gypsy transpose à haute fréquence dans la lignée germinale des filles de femelles homozygotes pour une mutation de flamenco. Plusieurs équipes, préciseront ensuite les conditions de la mobilisation de gypsy et étudieront le locus flamenco[22],[23],[24]. En 2007, l’équipe de G.J. Hannon montre que 87% de la séquence de flam correspond à des répétitions en tandem de fragments de rétrotransposons et identifie ce locus comme un centre de production de piRNAs impliqués dans le « silencing » des transcrits des rétrotransposons dans les ovaires de drosophile[25].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Beadle G.W., Ephrussi B. (1936). The differentiation of eye pigments in Drosophila as studied by transplantation. Genetics 21: 225-247
  2. Gans M. (1953). Etude génétique et physiologique du mutant z de Drosophila melanogaster. Suppléments au Bulletin Biologique de France et de Belgique PUF Supplément XXXVIII: 1-90
  3. Beadle G.W., Tatum E.L. (1941) Genetic control of biochemical reactions in Neurospora, Proc Natl Acad Sci U S A. 1941 Nov 15;27(11):499-506
  4. Prévost G. (1966) Etude génétique d'un basidiomycète : Coprinus radiatus. Fr. ex Bolt. Thèse d'état, Faculté des Sciences de Paris. Masson et Cie, Editeurs
  5. Gans M., Masson M. (1969). Structure fine du locus ur-1 chez Coprinus radiatus, Molec. Gen. Genetics 105, 164-181
  6. Lewis E.B. (1963). Genes and developmental pathways. Am. Zool. 3: 33-56
  7. Lewis E.B. (1978). A gene complex controlling segmentation in Drosophila. Nature 276: 565-70
  8. Nüsslein-Volhard C., Wieschaus E. (1980). Mutations affecting segment number and polarity in Drosophila. Nature 287: 795-801
  9. Gans M., Audit C., Masson M. (1975). Isolation and characterization of sex-linked female-sterile mutants in Drosophila melanogaster. Genetics 81: 683-704
  10. Zalokar M., Audit C., Erk I. (1975). Developmental defects of female-sterile mutants of Drosophila melanogaster. Dev. Biol. 47: 419-432
  11. Forquignon F. (1981). A maternal effect mutation leading to deficiencies of organs and homeotic transformations in the adults of Drosophila. Whilhelm Roux’ Arch. 190: 132-138
  12. Thierry-Mieg D. (1982). Paralog, a control mutant in Drosophila melanogaster. Genetics 100: 209-237
  13. Mariol M.C. (1978). Etude d'un mutant thermosensible à effet maternel présentant une atrophie gonadique chez Drosophila melanogaster. Thèse de 3ème cycle, Paris
  14. Komitopoulou K., Gans M., Margaritis L.H., Kafatos F.C., Masson M. (1983). Isolation and characterization of sex-linked female-sterile mutants in Drosophila melanogaster with special attention to eggshell mutants. Genetics 105(4):897-920
  15. a, b et c Busson D., Gans M., Komitopoulou K., Masson M. (1983). Genetic analysis of three dominant female-sterile mutations located on the X chromosome of Drosophila melanogaster. Genetics 105(2):309-25
  16. a et b Perrimon N., Gans M. (1983). Clonal analysis of the tissue specificity of recessive female-sterile mutations of Drosophila melanogaster using a dominant female-sterile mutation Fs(1)K1237. Dev Biol. 100(2):365-73
  17. Mével-Ninio M., Guénal I., Limbourg-Bouchon B. (1994). Production of dominant female sterility in Drosophila melanogaster by insertion of the ovoD1 allele on autosomes: use of transformed strains to generate germline mosaics. Mech Dev. 45:155-62
  18. Perrimon N., Engstrom L., Mahowald A.P. (1984). The effects of zygotic lethal mutations on female germ-line functions in Drosophila. Dev Biol. 105(2):404-14
  19. Chou T.B., Perrimon N. (1992). Use of site-specific recombinase to produce female germline chimeras in Drosophila. Genetics 131 : 644-653
  20. Chou T.B., Noll E., Perrimon N. (1993). Autosomal P[ovoD1] dominant female-sterile insertions in Drosophila and their use in generating germ-line chimeras. Development. 119(4):1359-69
  21. Mével-Ninio M., Mariol M.C., Gans M. (1989). Mobilization of the gypsy and copia retrotransposons in Drosophila melanogaster induces reversion of the ovo dominant female-sterile mutations: molecular analysis of revertant alleles. EMBO J. 8(5):1549-58
  22. a et b Prud'homme N., Gans M., Masson M., Terzian C., Bucheton A. (1995). Flamenco, a gene controlling the gypsy retrovirus of Drosophila melanogaster. Genetics 139(2):697-711
  23. Mével-Ninio M., Pelisson A., Kinder J., Campos A.R., Bucheton A. (2007). The flamenco locus controls the gypsy and ZAM retroviruses and is required for Drosophila oogenesis. Genetics. 175(4):1615-24
  24. Desset S., Meignin C., Dastugue B., Vaury C. (2003). COM, a heterochromatic locus governing the control of endogenous retroviruses from Drosophila melanogaster. Genetics 164 : 501-509
  25. Brennecke J, Aravin A.A., Stark A., Dus M., Kellis M., Sachidanandam R., Hannon G.J. (2007). Discrete small RNA-generating loci as master regulators of transposon activity in Drosophila. Cell 128(6):1089-103

Liens externes[modifier | modifier le code]