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Denis Duboule fait partie des chercheurs les plus connus dans le domaine de la génétique du développement. Par le biais de ses découvertes scientifiques faites sur un groupe de gènes appelés les gènes Hox et jouant un rôle important dans la division de l’embryon le long de l’axe corporel, il a fortement contribué aux connaissances actuelles sur l’évolution des espèces.
Il existe chez les vertébrés 39 gènes Hox, classés en quatre groupes : HoxA, HoxB, HoxC et HoxD. C’est en découvrant que le principe de la colinéarité n’est pas seulement valable chez Drosophila melanogaster mais aussi chez les souris que Denis Duboule réalise en 1988 sa percée scientifique. Ce principe stipule que les gènes Hoxsont disposés en ligne droite sur les chromosomes, suivant leur utilisation temporelle au cours du développement d’un organisme. Cet ordre correspond ainsi exactement à la formation de l’axe corporel, qui commence par la tête et finit par la queue. Durant le développement, un gène Hox est lu toutes les 90 minutes, complétant alors l’organisme en formation. Après seulement 48 heures, la forme entière est définie. Si ce plan n’est pas suivi à la lettre, des troubles du développement en découlent.
Suite à cette découverte fondamentale, les groupes de recherche de Denis Duboule et Robb Krumlauf ont publié l’information selon laquelle le système des gènes Hox est conservé structurellement et fonctionnellement entre vertébrés et invertébrés, démontrant ainsi que le plan du corps est régulé de la même façon chez tous les animaux. « Après avoir compris quels gènes guident la formation des membres des vertébrés, nous nous sommes intéressés à ce qui se passe quand on échange ces gènes, ceci afin de mieux comprendre comment fonctionne notre organisme » explique Denis Duboule. En 1998, Denis Duboule et son équipe ont développé une nouvelle méthode, appelée TAMER (targeted meiotic recombination), permettant d’échanger entre eux des bouts d’ADNspécifiques à l’intérieur d’un organisme. « Quand on cherche à comprendre comment des gènes voisins sont régulés de manière coordonnée dans le temps et dans l’espace, il est essentiel de pouvoir modifier ces gènes voisins de manière ciblée », ajoute Denis Duboule. Cette méthode a été utilisée sur les souris et a déjà beaucoup aidé à la compréhension de la régulation des gènes HoxD. Cependant, l’analyse de la totalité des souris modifiées est un travail de longue haleine qui occupera pour longtemps encore l’équipe de Denis Duboule.
Parallèlement à l’analyse des souris modifiées, Denis Duboule et son équipe se sont consacrés à la preuve in vivode l’existence d’un élément régulateur spécifique contrôlant l’activité des gènes Hox. En 2011, cette preuve a été obtenue au niveau de tissus embryonnaires de souris. L’équipe de recherche de Denis Duboule a pu démontrer que les gènes Hox forment une structure tridimensionnelle avec d’autres protéines et que ceci maintient les gènesHox dans un état inactif. Dès que l’expression de ces gènes est requise, cette structure tridimensionnelle se segmente en une part active et une part inactive. L’épigénétique joue un rôle important dans ce processus. Le compartiment inactif est partiellement activé par la modification de deux acides aminés et les gènes présents dans le compartiment actif peuvent alors être lus pas-à-pas. « Ce que nous voulons ensuite investiguer, c’est si ces modifications épigénétiques sont une cause ou une conséquence du principe de colinéarité », mentionne Denis Duboule.
Denis Duboule est né à Genève en 1955. Il a étudié la biologie à l’Université de Genève et reçu son titre de docteur de cette même université en 1984. Déjà à cette époque, il se consacrait au développement embryonnaire chez la souris. Denis Duboule s’est ensuite rendu en France pour effectuer un postdoctorat dans le laboratoire de Pierre Chambon, suivi d’un séjour à l’EMBL d’Heidelberg. En 1992, il a été nommé Professeur à l’Université de Genève où il dirige, depuis 1997, l’institut de génétique et d’évolution (précédemment nommé institut de zoologie et de biologie animale). Depuis 2007, en plus de son professorat à Genève, Denis Duboule dirige le laboratoire de génétique du développement à l’EPFL. Depuis 2001, Denis Duboule est également à la tête du pôle de recherche national Frontiers in Genetics.