Suisse

Walter Gehring

Prix Balzan 2002 pour la biologie du développement

Pour sa contribution fondamentale à la découverte d'un principe universel à la base du plan d'organisation du corps et du développement de l'œil chez les métazoaires.

Walter Gehring (*1939 – †2014) est un pionnier de la Biologie Moléculaire du Développement. Sa découverte de l’Homeobox a ouvert une voie de recherche qui a éclairé d’un jour nouveau un des problèmes fondamentaux de l’embryologie: comment est établi le plan d’organisation du corps des organismes multicellulaires au cours de l’embryogenèse?

Walter Gehring a reçu sa formation scientifique du généticien suisse Ernst Hadorn à Zurich et l’organisme sur lequel il a effectué ses recherches est la mouche Drosophile. Alors qu’il préparait son doctorat, il a découvert un nouveau mutant de Drosophile chez lequel les antennes sont remplacées par des pattes et qu’il a nommé Antennapedia. Ce mutant est demeuré le centre d’intérêt de ses travaux pendant les trente ans qui ont suivi. D’autres gènes dont les mutations produisent des transformations d’une partie du corps en une autre (dites mutations homéotiques) ont été découverts. Les mutations homéotiques ont été analysées par les méthodes de la génétique classique par Edward Lewis aux Etats-Unis. Dès que les techniques du génie génétique ont été disponibles, Walter Gehring a cloné le gène responsable de la mutation Antennapedia. Peu après, plusieurs autres gènes homéotiques ont été également clonés par différents laboratoires y compris celui de Walter Gehring. C’est alors que ce chercheur de grand talent a découvert que tous les gènes homéotiques possèdent une séquence commune de 180 nucléotides à laquelle il a donné le nom d’Homeobox. La même observation a été faite indépendamment par le groupe de Matthew Scott aux Etats-Unis.
Avec Eddy De Robertis, Walter Gehring a été le premier à démontrer que les gènes à Homeobox ont été conservés au cours de l’évolution chez les métazoaires Bilateria où ils jouent un rôle clé dans l’organisation du plan du corps. Il a ensuite déterminé avec Kurt Wüthrich la structure tridimensionnelle du domaine protéique codé par l’Homeobox et appelé Homéodomaine.

Il a montré que l’Homéodomaine se lie à des séquences spécifiques d’ADN du promoteur de certains gènes ce qui permet de considérer que les gènes à Homeobox codent pour des facteurs de transcription capables de réguler l’activité d’autres gènes. C’est sur cette base que les gènes à Homeobox ont été appelés gènes maîtres du développement.
Walter Gehring a fait une deuxième découverte d’une importance fondamentale en biologie du développement lorsqu’il a montré que le gène Pax6 (qui contient aussi une Homeobox) est indispensable au développement de l’œil. Ce gène est nécessaire à la mise en route des réseaux géniques mis en œuvre pour construire le système visuel chez tous les animaux y compris chez l’Homme.
Les mutations qui entraînent la perte de fonction de Pax6 ou de ses homologues (Eyeless chez la Drosophile, Small eye chez la souris, Aniridia chez l’Homme) empêchent le développement de l’œil aux stades les plus précoces. L’importance de Pax6 a été démontrée par Walter Gehring en 1995, dans une expérience particulièrement élégante où l’expression ectopique de Pax6 chez la Drosophile induit la formation d’un œil dans les sites les plus inattendus: la patte, l’aile ou l’antenne de la mouche. Qui plus est, la conservation de ce contrôle génétique au cours de l’évolution a été démontrée par le fait que les gènes d’insectes et de mammifères sont interchangeables.

Ces expériences ont contribué à l’émergence d’une nouvelle discipline dans laquelle se rencontrent les sciences de l’évolution et du développement que l’on appelle en abrégé « Evo-Devo ». Elles révèlent en effet un exemple spectaculaire où les mêmes réseaux géniques conduisent à l’organisation de systèmes visuels qui, dans le règne animal, revêtent une étonnante diversité. C’est ainsi qu’a pu être éclairé d’un jour nouveau un des problèmes fondamentaux de la biologie de l’évolution.
Ces réalisations d’une portée exceptionnelle justifient pleinement l’attribution du Prix Balzan 2002 dans le domaine de la Biologie du Développement au Professeur Walter Gehring.