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Ancien lauréat
Prix postdoctoral Howard-Alper du CRSNG de 2004

Aneil Agrawal

Biologie

The University of British Columbia


Dans la fleur de l'âge, Aneil Agrawal est tourmenté par une question que la plupart des jeunes ne se posent jamais. Pourquoi avoir des relations sexuelles? Il s'agit d'une question non pas personnelle, mais bien biologique.

« Selon la théorie de l'évolution, les femmes devraient avoir un mode de reproduction asexuel plutôt que sexuel, affirme Aneil Agrawal, lauréat du Prix postdoctoral CRSNG Howard-Alper de 2004. Pourtant, en observant le monde biologique, on constate que l'activité sexuelle est omniprésente. Alors, c'est un mystère. Comment peut-on expliquer la force qui favorise cette activité? »

Aneil Agrawal est une étoile montante dans le domaine de la théorie de l'évolution, où les mathématiques, la statistique et la biologie convergent pour aider à comprendre les mystères de l'évolution. Il s'attache principalement à déterminer les raisons pour lesquelles nous vivons dans un monde où Noé a dû emmener dans son arche un couple de chaque espèce animale. Bien que les réponses puissent sembler évidentes dans notre culture obsédée par le sexe, comme en témoigne la populaire série américaine Sex in the City, les travaux du chercheur renversent les hypothèses de longue date sur les avantages génétiques de la copulation.

Les avantages présumés du mélange des matériaux génétiques constituent l'un des principaux éléments qui expliquent la prévalence de l'accouplement par rapport à la simple division cellulaire. Avant que la division d'une cellule sexuelle ne produise deux spermatozoïdes ou œufs, ses chromosomes appariés échangent un peu de matériel génétique en procédant à une « recombinaison génétique ». La progéniture reçoit ainsi un bagage génétique unique de chaque parent.

« Toutefois, il reste à savoir si la recombinaison est une bonne ou une mauvaise chose. La recombinaison est utile lorsqu'elle améliore des combinaisons génétiques médiocres, mais nuisible lorsqu'elle bousille ce qui fonctionne déjà », précise M. Agrawal, stagiaire postdoctoral à l'University of British Columbia (UBC), au laboratoire de Sarah Otto, spécialiste de la biologie évolutive et ancienne titulaire d'une Bourse Steacie du CRSNG.

D'après certains spécialistes de la biologie évolutive, la recombinaison n'est peut-être pas aussi mystérieuse si elle est « plastique ». Dans ce contexte, l'ampleur de la recombinaison varie d'un individu et d'une population à l'autre selon leur état physique. Si un individu connaît du succès, la recombinaison sera limitée. Si l'individu est très stressé, elle sera plus grande.

Certaines données théoriques montrent déjà que cette hypothèse est valable pour les organismes haploïdes, ceux dont les cellules contiennent une seule version de chaque chromosome. Il ressort des expériences menées depuis le début du XXe siècle sur des plantes, des souris et des mouches des fruits que c'est également le cas pour les organismes diploïdes – ceux, dont les humains, qui ont deux exemplaires de chaque chromosome, soit un de la mère et un du père.

Cependant, Aneil Agrawal, en collaboration avec Lilach Hadany, de la Stanford University, et Sarah Otto, de l'UBC, a récemment prouvé par modélisation mathématique que le raisonnement théorique expliquant les avantages de la recombinaison plastique pour les haploïdes ne peut s'appliquer aux diploïdes.

« Cela ne fonctionne pas du tout dans le cas des diploïdes, précise le chercheur à la lumière des résultats de ses travaux qui n'ont pas encore été publiés. Le mystère persiste, car il existe des données empiriques montrant l'existence de ce phénomène chez les diploïdes, mais nous n'avons trouvé jusqu'à présent aucun fondement théorique à cet égard. »

Dans le but de résoudre ce dilemme, Aneil Agrawal – qui se joindra au personnel du Département de zoologie de l'University of Toronto en qualité de professeur adjoint en juillet prochain – mène actuellement deux expériences visant à déterminer si le fait d'avoir un « mauvais » génotype favorise la recombinaison chez les organismes diploïdes.

Dans le cadre de la première expérience, après avoir induit chez des mouches de fruits une mutation portant sur leur deuxième chromosome, il mesurera le taux de recombinaison pour le troisième chromosome.

Dans la seconde, il comparera le taux de recombinaison chez deux populations de mouches, l'une adaptée au froid et l'autre, aux températures chaudes. Des sous-groupes de chaque population de mouches seront placés à la fois dans des milieux chauds et froids. Selon les prévisions de M. Agrawal, le taux de recombinaison sera moins élevé chez les mouches placées dans un milieu auquel est adapté leur génotype.

« C'est vraiment formidable de pouvoir expliquer un phénomène aussi fondamental que le sexe, ajoute le chercheur. On n'en est pas encore là dans le cas des diploïdes et de la recombinaison plastique, mais il est possible à tout le moins de savoir quels facteurs ne sont pas en cause. »