Évolution de la spermatogenèse chez les mammifères

Évolution moléculaire de la spermatogenèse chez les mammifères

Le testicule produit des gamètes par la spermatogenèse qui a évolué rapidement au niveau morphologique et moléculaire chez les mammifères, probablement en raison de la pression évolutive exercée sur les mâles pour qu'ils réussissent à se reproduire .

Nous rapportons ici des analyses de données de transcriptome pour les testicules de 11 espèces qui couvrent les trois principales lignées de mammifères (euthériens, marsupiaux et monotrèmes) incluent sept primates et comparées à un groupe externe d'oiseaux. Nous constatons que l'évolution rapide du testicule s’est produite par des taux de fixation accélérés des changements d'expression des gènes, des substitutions d'acides aminés et de nouveaux gènes aux stades spermatogènes tardifs, probablement facilités par des contraintes pléiotropiques réduites, une sélection haploïde et une chromatine transcriptionnellement permissive.

Nous identifions des changements d'expression temporelle de gènes individuels à travers les espèces et des programmes d'expression conservés contrôlant les processus spermatogènes ancestraux. Les gènes principalement exprimés dans les spermatogonies (cellules germinales alimentant la spermatogenèse) et les cellules de Sertoli (soutien somatique) se sont accumulés sur les chromosomes X au cours de l'évolution, probablement en raison de forces sélectives bénéfiques pour les mâles.

D'autres travaux ont identifié des différences transcriptomiques entre les spermatides porteurs de X et de Y et ont découvert que l'inactivation méiotique des chromosomes sexuels (MSCI) se produit également chez les monotrèmes et est donc commune aux systèmes de chromosomes sexuels des mammifères. Ainsi, le mécanisme de silençage méiotique de la chromatine non synaptique, qui sous-tend la MSCI, est une caractéristique ancestrale des mammifères. Notre étude éclaire l'évolution moléculaire de la spermatogenèse et des forces sélectives associées, et fournit une ressource pour étudier la biologie du testicule chez les mammifères.