Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public
Il y a environ 100 millions d’années, un changement évolutif remarquable a permis aux mammifères placentaires de se diversifier et de conquérir de nombreuses régions froides de notre planète. De nouvelles recherches de l’Université de Stockholm montrent que l’organe chauffant typique des mammifères, la graisse brune, a évolué exclusivement chez les mammifères placentaires modernes. L'ouvrage est publié dans la revue Science.
En collaboration avec le Helmholtz Munich et le Musée d'histoire naturelle de Berlin en Allemagne, ainsi que l'Université d'East Anglia au Royaume-Uni, l'équipe de recherche de Stockholm a démontré que les marsupiaux, nos parents éloignés, possèdent une forme de graisse brune non complètement évoluée.
Ils ont découvert que la protéine centrale productrice de chaleur appelée UCP1 devenait active après la divergence des mammifères placentaires et marsupiaux. Cette découverte est cruciale pour comprendre le rôle de la graisse brune dans l’évolution, l’endothermie et le métabolisme des mammifères.
“Notre étude constitue une contribution importante à la compréhension de l'origine et de la régulation de la graisse brune”, déclare Susanne Keipert, co-première auteure de l'étude.
“La fonction consommatrice d'énergie de la graisse brune est un objectif majeur de la recherche médicale en raison de son potentiel à améliorer l'obésité, le diabète et les maladies cardiométaboliques ; qui ont toutes atteint des proportions pandémiques et comptent parmi les plus grandes menaces pour notre système de santé.”
Ce travail marque la dernière étape importante du laboratoire Jastroch de l'Université de Stockholm, pionnier de la recherche sur l'évolution de la production de chaleur chez les mammifères et intégré ces connaissances évolutives dans la compréhension des maladies métaboliques humaines.
La nouvelle étude montre que le gène marsupial UCP1 est activement transcrit dans le tissu adipeux des jeunes opossums pendant une période critique de développement lorsqu'ils quittent leur mère pour la première fois et subissent un stress dû au froid. Ceci est similaire à la naissance des mammifères placentaires, lorsque la plupart des bébés ont besoin de graisse brune pour réguler leur température corporelle.
Lors de la transcription d'UCP1, de nombreux gènes couramment exprimés dans la graisse brune, mais pas tous, sont présents chez les marsupiaux. Cela indique que les marsupiaux ne possèdent pas le tissu adipeux brun pleinement développé que l'on trouve chez les mammifères placentaires. De plus, la protéine chauffante UCP1 ne produit pas de chaleur chez les marsupiaux, ce qui suggère que cette proto-forme de graisse brune manque de fonction thermogénique. La fonction du marsupial UCP1 reste cependant encore à découvrir.
“Ces preuves suggèrent que les réseaux génétiques nécessaires à la thermogenèse existaient avant la divergence des marsupiaux et des mammifères placentaires. Cependant, la protéine essentielle UCP1 n'a développé sa capacité à produire de la chaleur qu'après sa séparation des marsupiaux”, explique Martin Jastroch.
Pourquoi est-il important d’étudier l’arbre généalogique des mammifères pour décrypter l’origine du tissu adipeux brun ?
“Pour trouver l'origine de la graisse brune, nous ne pouvons pas utiliser une machine à remonter le temps. Cependant, en examinant les espèces vivantes qui ont divergé à différents moments de l'histoire de l'évolution, nous pouvons déterminer lesquelles ont du tissu adipeux brun et quels composants de la machinerie de production de chaleur sont Les marsupiaux se sont séparés des mammifères placentaires il y a environ 120 à 180 millions d'années. Si les marsupiaux avaient de la graisse brune fonctionnelle et sa protéine thermogénique, cela suggérerait que l'organe existait avant cette scission. Puisque ce n'est pas le cas, il a probablement évolué plus tard », explique. Keipert.
À l’aide d’outils bioinformatiques basés sur les informations sur la séquence UCP1 de nombreux animaux, les chercheurs ont reconstruit l’ancienne UCP1 du mammifère placentaire souche, telle qu’elle aurait pu exister il y a environ 110 millions d’années.
Ils ont découvert que cette ancienne protéine pouvait produire de la chaleur, ce qui indique la présence de graisse brune productrice de chaleur chez l'ancêtre des mammifères placentaires, mais pas avant. Cette innovation a probablement permis aux mammifères placentaires de prospérer dans de nouveaux environnements froids.
Faits sur la graisse brune
La graisse brune est un organe chauffant unique chez les mammifères placentaires, produisant de la chaleur grâce à une protéine appelée protéine de découplage 1 (UCP1). La protéine UCP1 transforme les mitochondries en petites unités chauffantes qui convertissent directement les graisses et les sucres en chaleur.
La graisse brune permet aux mammifères placentaires nouveau-nés, y compris aux nourrissons humains, de survivre au stress dû au froid après avoir quitté l'utérus chaud. Il aide à maintenir la température corporelle par temps froid, car le muscle immature ne peut pas trembler suffisamment.
Plus tard dans la vie, la graisse brune peut protéger contre les complications métaboliques en brûlant les excès de graisse et de sucres. Comprendre le fonctionnement de la graisse brune est essentiel pour développer des interventions thérapeutiques contre les troubles métaboliques.
Plus d'information:
Susanne Keipert et al, Evolution en deux étapes de la thermogenèse du tissu adipeux des mammifères, Science (2024). DOI : 10.1126/science.adg1947. www.science.org/doi/10.1126/science.adg1947
Fourni par l'Université de Stockholm
Citation: Les marsupiaux sont la clé de la découverte de l'origine des organes chauffants chez les mammifères (6 juin 2024) récupéré le 6 juin 2024 sur
Ce document est soumis au droit d'auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d'étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.
