Drosophila melanogaster, connue familièrement sous le nom de mouche des fruits, reste l’un des organismes modèles les plus couramment utilisés pour la science biomédicale. Depuis plus de cent ans, le faible coût, le temps de génération rapide et les excellents outils génétiques ont rendu la mouche indispensable à la recherche fondamentale. L’ajout de nombreux outils moléculaires a permis au système modèle de suivre les dernières avancées. Dans ce numéro, divers auteurs fournissent des exemples de l’utilisation actuelle de la Drosophile et des directions dans lesquelles ils pensent que le système évolue. De la modélisation des maladies humaines à la dissection de la morphogenèse cellulaire en passant par le comportement et le vieillissement, ce numéro examine les utilisations actuelles des mouches et l’influence de la recherche sur les mouches sur d’autres modèles.
La raison pour laquelle la mouche a été choisie pour la recherche peut s’avérer difficile à cerner historiquement, mais son ascension est bien documentée. Thomas Hunt Morgan a utilisé la mouche pour prouver la théorie chromosomique de l’héritage montrant que le gène blanc résidait sur le chromosome X, une découverte pour laquelle il a reçu un prix Nobel bien mérité. Lui et ses protégés ont ensuite défini de nombreux principes de la génétique, y compris les effets des rayons X sur les taux de mutation, pour lesquels Hermann Muller a également remporté le prix Nobel. De ces découvertes est née la génération de chromosomes équilibreurs, un ensemble de chromosomes spécialisés qui empêchent la recombinaison par une série d’inversions d’ADN. Ces outils permettent aux chercheurs de maintenir des stocks complexes avec de multiples mutations sur des chromosomes uniques au fil des générations, une avancée qui a fait des mouches le premier système génétique. De tels outils génétiques ont conduit à une génétique de plus en plus complexe et à des problèmes de plus en plus complexes. Par exemple, Seymour Benzer, célèbre pour avoir élaboré la topologie des gènes à l’aide de bactériophages, s’est tourné vers la Drosophile pour étudier l’influence des gènes sur le comportement. Son travail a grandement contribué à l’un des grands débats en biologie, à savoir dans quelle mesure les gènes contribuent-ils à une fonction cérébrale plus élevée, une avancée qu’il a accomplie en utilisant des expériences génétiques simples et complexes en mosaïque couplées à des tests intelligents pour observer des changements de comportement intéressants.
L’ère moderne de la recherche sur la Drosophile a vraiment décollé lorsque l’embryon a été analysé en profondeur pour détecter les gènes impliqués dans son développement. Ce travail a lancé de nombreux domaines de la biologie du développement et a conduit à un autre prix Nobel de Drosophile. La découverte de base était que des gènes discrets régissaient différents aspects du développement. Beaucoup de ces gènes se sont avérés homologues de ceux impliqués dans le développement humain et la maladie. Ces gènes avaient été conservés pendant des millions d’années d’évolution et pouvaient être étudiés facilement et rapidement chez les mouches. Cela a conduit à un boom dans le domaine car de plus en plus de chercheurs ont vu le potentiel des mouches pour poser des questions de base et appliquées, et au développement d’outils moléculaires toujours plus intelligents pour répondre à ces questions. Par exemple, la mutagenèse chimique a été utilisée pendant de nombreuses années pour générer de nouvelles mutations qui ont été dépistées pour des phénotypes intéressants, suivies d’une cartographie génétique minutieuse, d’une marche chromosomique et enfin du clonage de gènes. Actuellement, le système de transposon mimique est appliqué pour cibler tous les gènes du génome de la Drosophile, fournissant des mutations nulles et une plate-forme pour le marquage des protéines, le suivi de l’expression des gènes et de nombreuses autres fonctions grâce à une approche d’échange d’exons. Ceux-ci, en conjonction avec les stratégies de knockout / knockin et de surexpression CRISPR / Cas9, permettent l’inactivation, le marquage et la surexpression de n’importe quel gène du génome dans les semaines suivant le démarrage d’un projet. En utilisant cette approche, tout gène ou même allèle lié à une maladie humaine peut être étudié chez les mouches. En fait, ces approches, et bien d’autres, ont été réunies dans une boîte à outils génétique pour tester les gènes de maladies humaines chez la Drosophile.
Alors que les budgets de recherche diminuent en termes réels, il est facile de négliger la recherche fondamentale sur un animal aussi abstrait et ennuyeux que la mouche des fruits. La recherche sur les organismes modèles peut être une cible facile pour une blague rapide d’un politicien ou d’un journaliste, et il est beaucoup plus facile de justifier les dépenses de recherche sur des humains ou des matériaux dérivés de l’homme, car la « traduction” est beaucoup plus évidente dans de telles études. Cependant, les études humaines sont extrêmement coûteuses et très lentes, laissant la recherche sur les organismes modèles comme le meilleur moyen le moins cher d’étudier quelque chose de plus complexe. Dans ce numéro, les auteurs exploreront les développements récents de la recherche sur les mouches et les compareront aux progrès récents d’autres organismes modèles. Ce domaine reste dynamique et passionnant, avec des laboratoires utilisant des mouches dans la découverte de médicaments, la bioingénierie, la biologie régénérative et la médecine. L’avenir de la recherche sur les organismes modèles est prometteur.