Professeure Christiane NÜSSLEIN-VOLHARD
Lauréate du Prix Louis-Jeantet de médecine 1992

Les informations ci-après se réfèrent à la date de la remise du Prix.

De nationalité allemande, née en 1942, la professeure Christiane NÜSSLEIN-VOLHARD dirige un laboratoire de l’Institut Max-Planck de Biologie du développement à Tübingen.

Christiane NÜSSLEIN-VOLHARD est une pionnière de l’embryologie de la drosophile. Ayant recherché systématiquement les mutations affectant le développement embryonnaire de cet organisme, elle a découvert les mécanismes moléculaires qui règlent la mise en place des principales structures de l’embryon. Grâce à ses travaux, nous savons que plusieurs systèmes de gènes définissent la position de l’axe antéro-postérieur du futur embryon. Ainsi par exemple, la protéine codée par le gène bicoid contrôle le développement de la tête et du thorax, celle codée par le gène nanos gouverne la segmentation de l’abdomen. D’autres protéines également découvertes par Christiane NÜSSLEIN-VOLHARD exercent leur effet le long de l’axe dorso-ventral.

Il est de plus en plus probable que certaines de ces règles de positionnement valent aussi pour l’embryogenèse des vertébrés. C’est l’objet des travaux actuels de Christiane NÜSSLEIN-VOLHARD, qui portent sur une espèce de poisson (brachydanio rerio) se prêtant particulièrement bien à l’analyse génétique du développement.

Le Prix Louis-Jeantet de médecine permettra à Christiane NÜSSLEIN-VOLHARD d’engager plusieurs chercheurs.

Travaux de recherche

Aucun organisme n’a contribué de façon plus décisive que la mouche drosophile à notre connaissance des régulations génétiques qui dirigent le développement embryonnaire. Cela est dû en particulier aux études sur les gènes homéotiques (qui ont valu à Walter Gehring le Prix Louis Jeantet de Médecine 1987). Cherchant à comprendre les mécanismes génétiques fondamentaux qui déterminent le plan de base de l’organisme, Christiane Nüsslein-Volhard s’est vouée à l’étude des gènes qui interviennent très précocement dans le développement de l’embryon de drosophile. En étudiant systématiquement les mutations qui dérèglent le développement de la drosophile dès les premières heures (cf. figure, page suivante), elle a découvert les nombreux gènes qui contrôlent ces premières étapes cruciales du développement ainsi que le mode d’action de ces gènes, cela grâce à des expériences fort élégantes de transplantation.

Les gènes les plus  » précoces  » dirigent la mise en place de l’axe antéro-postérieur et de l’axe dorso-ventral de l’embryon. Ces deux axes forment un système de coordonnées (qu’on peut comparer au système latitude/longitude) matérialisé par des signaux moléculaires. C’est sur ces coordonnées chimiques que se basent les étapes ultérieures du développement. Ainsi par exemple, le produit du gène bicoid contribue à marquer le pôle antérieur de l’oeuf, tandis que le gène nanos marque le pôle postérieur et est indispensable à la formation de l’abdomen et des cellules sexuelles. Ces gènes sont dits » à effet maternel «  car ils agissent avant même la fécondation, lors de la maturation de l’oeuf.

Les gènes qui interviennent dans un deuxième temps sont appelés gènes de segmentation, car ils gouvernent la mise en place des segments qui constituent la structure de base de la larve et de l’adulte. Christiane Nüsslein-Volhard en a découvert un grand nombre et les a classés en trois catégories, d’après le genre de mutations qui s’y rattachent.

–  » gap genes «  (knirps, Krüppel) : les mutations dans ces gènes provoquent la perte de plusieurs segments contigus.
–  » pair rule genes «  (even-skipped, odd-skipped, hairy, fushi-tarazu) : les mutants ont perdu un segment sur deux, en alternance.
–  » segment polarity genes «  (gooseberry, engrailed, hedgehog) : ces mutations causent la perte d’une partie de chaque segment, qui est remplacée par l’image symétrique de la portion de segment restante.

Enfin, dans un troisième temps, interviennent les gènes homéotiques proprement dits, qui confèrent aux différents segments leur identité particulière et dirigent la mise en place des organes propres à chaque segment.

La découverte de ces gènes et de leurs mutations aux effets bien spécifiques laisse entrevoir une véritable grammaire du développement, fondée sur une hiérarchie complexe de signaux chimiques. La compréhension de ces règles est un des enjeux fondamentaux de la recherche actuelle en biologie du développement. Une autre question passionnante est de savoir si ces mécanismes moléculaires sont aussi valables chez les vertébrés.

C’est à cette question que Christiane Nüsslein-Volhard se consacre désormais par ses travaux sur la génétique du poisson zèbre (brachydanio rerio), un petit poisson d’eau douce bien connu des aquariophiles.

Prof. Dr. Christiane Nüsslein-Volhard
Director
Max-Planck-Insitut f¨r Entwicklungsbiologie
Abteilung Genetik
Spemannstrasse 35/III
D – 72076 Tübingen

Tél. : +49 7071 601 489
Fax : +49 7071 601 384

E-mail: christiane.nuesslein-volhard@tuebingen.mpg.de

Site Internet:
Max-Planck-Insitut f¨r Entwicklungsbiologie, Abteilung Genetik