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Les informations ci-après se réfèrent à la date de la remise du Prix.
Citoyen allemand, né en 1949, le professeur Peter GRUSS est directeur du département de biologie cellulaire et moléculaire de l’Institut Max-Planck de chimie biophysique de Göttingen.
Peter GRUSS a apporté une contribution essentielle à notre connaissance du développement embryonnaire en transposant chez les vertébrés les acquis de la génétique moléculaire de la mouche drosophile. Cela lui a permis de jeter les bases de notre connaissance actuelle des mécanismes génétiques qui président à la mise en place des principales structures du corps. Ainsi a-t-il identifié les gènes responsables du développement de la colonne vertébrale en étudiant les transformations homéotiques de celle-ci chez la souris. Parmi ses nombreuses découvertes dans ce domaine, on citera celle d’une famille de gènes appelée Pax, dont l’analyse rend compte à la fois de certaines mutations observées chez la souris (undulated, splotch, small eye) et d’anomalies congénitales de l’espèce humaine (syndrome de Waardenbrug, aniridie).
Les travaux de Peter GRUSS visent l’identification aussi exhaustive que possible des gènes impliqués dans la mise en place du système nerveux de l’être humain : une telle entreprise est désormais envisageable, grâce à l’énorme puissance d’analyse engendrée par les projets internationaux de déchiffrage global du génome humain.
Le Prix Louis-Jeantet de médecine permettra au professeur Peter GRUSS de s’associer des collaborateurs supplémentaires pour ce projet.
Travaux de recherche
Les vingt dernières années ont vu un bouleversement considérable dans la biologie du développement, dû en grande partie aux progrès de nos connaissances concernant la génétique de la mouche drosophile. Grâce aux travaux de nombreux chercheurs, dont Walter Gehring (Prix Louis-Jeantet de médecine 1987) et Christiane Nüsslein-Volhard (Prix Louis-Jeantet de médecine 1992), les mécanismes génétiques qui règlent la mise en place des structures essentielles de la mouche et déterminent l’identité de ses organes ont été largement élucidés. Sur la base de ces acquis scientifiques, il est désormais possible d’explorer les mêmes questions chez les vertébrés, en particulier la souris, et enfin de faire bénéficier les connaissances médicales humaines de ces progrès. Peter Gruss est un des chercheurs les plus en vue dans ce domaine.
Parmi les gènes qui jouent un rôle essentiel dans le développement embryonnaire de la drosophile, il y a les gènes homéotiques, dont le rôle est de spécifier l’identité des segments qui constituent le corps et donc la nature des organes qu’ils porteront. Ces gènes forment un complexe ordonné sur le chromosome 3 dans une séquence qui reflète l’expression des gènes tout au long de l’axe principal du corps de la mouche. De plus, ils sont caractérisés par une séquence appelée homéobox, qui a été fortement conservée au cours de l’évolution et a donc permis de repérer des gènes similaires chez l’être humain et la souris. Chez ces dernières, les gènes HOX sont groupés en 4 complexes appelés HOX1 à 4 (au lieu d’un seul chez la mouche), portés par des chromosomes différents mais qui sont chacun colinéaires avec l’axe principal du corps, tout comme chez la mouche. Le rôle des gènes HOX dans l’embryogenèse des vertébrés est un thème de recherches en plein essor, auquel Peter Gruss a largement contribué.
Cependant, son nom est surtout associé à une seconde famille de gènes, les gènes PAX, eux aussi définis grâce à un motif structural semblable chez la drosophile et les vertébrés. Cette séquence commune est appelée paired box car elle a été identifiée initialement dans un gène de segmentation de la mouche, le gène paired, puis repérée dans d’autres gènes de la drosophile importants pour le développement embryonnaire. Peter Gruss a découvert que la famille des gènes PAX contient 9 gènes (PAX1-9) tant chez la souris que chez l’espèce humaine. Contrairement aux gènes HOX, les gènes PAX sont dispersés dans le génome. Certains gènes PAX contiennent également une homéobox, les deux familles de gènes sont donc ” cousines “.
Les gènes PAX participent à la mise en place de divers organes (liste non-exhaustive)
|PAX1, PAX9||colonne vertébrale|
|PAX2 à 8||système nerveux central|
|PAX2||rein|
|PAX3||dérivés de la crête neurale (cellules pigmentaires de la peau, cellules de Schwann, ganglions dorsaux, etc.)|
|PAX5||système immunitaire (lymphocytes B)|
|PAX6||oeil|
|PAX8||thyroïde|
L’intérêt exceptionnel de la découverte des gènes PAX réside premièrement dans leur importance pour la mise en place du système nerveux central. En effet, les gènes PAX 2 à 8 sont tous exprimés dans le système nerveux de l’embryon de souris, souvent à un moment très bref du développement et dans une aire précisément définie. Il est donc probable qu’ils dirigent des étapes cruciales du développement du cerveau. Cependant, les fonctions des gènes PAX au cours du développement embryonnaire ne se limitent pas au cerveau. Ils jouent un rôle essentiel dans la formation de la colonne vertébrale (PAX1 et PAX9), de l’oeil (PAX6) et de nombreuses autres structures. Plusieurs d’entre eux continuent d’ailleurs à être exprimés dans certains organes de l’adulte.
C’est grâce à l’existence de souris mutantes, où des défauts des gènes PAX sont liés à certains traits phénotypiques caractéristiques, qu’il est possible de définir la fonction de ces gènes. De plus, Peter Gruss et d’autres chercheurs ont pu établir un lien entre de telles mutations et certaines anomalies du développement humain. Ainsi le syndrome de Waardenburg de type I a-t-il pu être rattaché à des mutations du gène PAX3, également connues chez la souris. Il en va de même pour le gène PAX6, où le parallélisme des anomalies de l’oeil présentes chez la souris et l’être humain est particulièrement évident.
Grâce à la découverte des gènes PAX, il existe désormais un fil conducteur ininterrompu qui relie les recherches de génétique moléculaire les plus fondamentales sur la drosophile, la biologie du développement de la souris, et enfin la pathologie humaine, tant sur le terrain des anomalies du développement que sur celui du cancer.
Des mutations des gènes PAX définies chez la souris se retrouvent dans un certain nombre de pathologies humaines
|Gène PAX||Mutations souris||Pathologies humaines|
|PAX1||undulated : malformations du squelette||?|
|PAX3||splotch : anomalies diverses des dérivés de la crête neurale||– Syndrome de Waardenburg Type I (surdité, anomalies pigmentaires de l’iris et de la peau, dysmorphologies de l’oeil et de la face)

– Rhabdomyosarcosome alvéolaire (un cancer pédiatrique)
|PAX6||small eye : divers défauts de L’oeil, y compris aniridie||aniridie, anomalie de Peter (opacité de la cornée)|
Prof. Dr. Peter Gruss
Director
Max-Planck-Institute for Biophysical Chemistry
Dpt of Molecular Cell Biology
P.O. Box 2841
D – 37018 Göttingen 1
Tél. : +49 551 201 13 61
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