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     Génétique mécanique

     Si l’intestin est l’un des plus volumineux organes de l’organisme, curieusement il demeure l’un des moins étudiés par les biologistes. Sa fonction nutritionnelle, la première évidemment qui saute aux yeux, conditionne son aspect morphologique, avec ses systèmes d’optimisation d’absorption des nutriments : les villosités notamment augmentent sensiblement la surface d’échange avec le milieu extérieur. Sans doute la composition cellulaire variée, son intrication avec le microbiote - qui est à lui seul tout un monde à découvrir - son intimité biochimique, hormonale, immunitaire, neurologique, en font un organe bien difficile à étudier, d’autant par exemple que le compartiment microbien ne supporte pas la présence d’oxygène.

D’autre part, cet organe ouvert sur le monde recèle une grande variété d’interactions, et étudier un segment particulier de son fonctionnement ne peut se faire en vase clos, comme on pourrait le faire dans un laboratoire sur des boites à essais. Ça complique bien les choses. Le tube intestinal évolue depuis la conception jusqu’à la naissance, et subit des maturations après celles-ci, déclenchées par la colonisation microbienne. Il est fascinant de constater que ce tube garde toujours la même forme au sein d’une même espèce. Il reste attaché au mésentère sur toute sa longueur au cours du développement, ce qui permet à l’intestin de rester confiné dans la cavité abdominale, tout en restant connecté à la paroi abdominale et au dos.

    La configuration anatomique de l’intestin est également tributaire du type de nutrition de l’individu, ainsi, on peut observer malgré tout une grande diversité dans sa taille et de sa forme. Les cellules croissent et se multiplient toutes de la même façon, ne déclenchant pas de développement dans une direction particulière. Comment se peut-il que l’intestin ne se développe pas en provoquant des torsions, des obstructions, des pliages... Alors que l’intestin croît plus vite que le mésentère... mais ce dernier est élastique et présente une rétraction importante lorsqu’il est artificiellement séparé de l’intestin. L’intestin subit donc une compression, alors que le mésentère est sous tension. On comprend mieux alors la formation de boucles; la première boucle qui apparaît lors de la morphogenèse vrille invariablement dans le sens anti-horaire...

    L’étude de l’intestin fait appel maintenant à une donnée qui était restée dans l’ombre : les tissus se développent (et se renouvellent) dans un équilibre tissulaire de forces élastiques. L’apparition des villosités intestinales résulte du fait que les cellules épithéliales restent accolées à la membrane basale inextensible ; mais on ne sait pas pourquoi elles s’organisent en réseau hexagonal dans le colon !

    Pour terminer, force est de constater qu’il existe des contraintes agissant directement sur l’expression génétique, et que les cellules «testent» leur environnement mécanique. Inversement, l’expression génétique module les propriétés cellulaires - bien sûr ! - mais aussi dans le domaine de la mécanique...

source : article janvier 2012; J.Prost et Thierry Savin, M/S