Introduction

Les transferts horizontaux ont joué un rôle important dans l'évolution des êtres vivants. C'est le cas du transfert d'un génome viral à des organismes eucaryotes. Nous allons voir comment les données des documents proposés permettent d'établir le rôle de la syncytine dans la reproduction humaine et d'argumenter en faveur de l'idée selon laquelle le gène du génome humain codant pour cette protéine est d'origine virale.

I. Le rôle de la syncytine (documents 3 et 4)

Dans le génome humain, le gène de la syncytine s'exprime à travers la synthèse d'une protéine, la syncytine. Le document 3a montre qu'en dehors d'une très faible expression dans le cerveau, le gène ne s'exprime que dans le placenta.

Le document 3b apporte des précisions et montre que la protéine syncytine est localisée dans les cellules de la paroi des villosités placentaires, surface d'échanges entre le sang maternel et celui du fœtus.

Les cellules qui constituent la paroi de ces villosités, en contact avec le sang maternel, présentent la caractéristique d'être fusionnées. Or, ces villosités sont d'origine fœtale. Le gène de la syncytine qui s'exprime à leur niveau est donc le gène fœtal.

L'existence de cellules fusionnées est indispensable aux échanges entre le fœtus et la mère. La corrélation syncytine-cellules fusionnées permet alors de faire l'hypothèse que la syncytine est responsable de la fusion cellulaire.

Les photographies A et B du document 4 permettent de vérifier cette hypothèse en comparant des cultures de cellules humaines où le gène de la syncytine ne s'exprime pas (A) à d'autres où il s'exprime (B). La photographie A présente des cellules humaines dispersées, isolées, alors que la photographie B permet de voir des cellules fusionnées, reconnaissables à leur grande taille et à l'existence de plusieurs noyaux au sein d'un même cytoplasme.

La syncytine favorise donc bien la fusion de cellules des villosités placentaires et est donc indispensable à la réalisation des échanges placentaires.

II. L'origine du gène de la syncytine dans le génome humain

A. Arguments tirés de la comparaison des génomes et des séquences des protéines (documents 1 et 2)

Le document 1 montre qu'il existe des similitudes entre la séquence du génome humain contenant le gène de la syncytine et celle du génome du virus MSRV : l'existence de séquences LTR et ENV communes.

Le document 2 montre que les séquences d'acides aminés de la syncytine humaine et d'une protéine de l'enveloppe du virus ont une forte similitude (87,3 %). La comparaison des séquences des acides aminés positionnés de 145 à 172 montre qu'elles ne diffèrent que par un seul acide aminé. Cela signifie que les deux protéines, et donc les deux gènes, sont homologues. Ceci est en accord avec l'idée que le gène ENV de la syncytine est issu d'un virus.

B. Arguments tirés de la comparaison du rôle de la syncytine et de celui de la protéine virale ENV (document 4)

Les clichés C et D du document 4 permettent de comparer des cultures de cellules humaines ayant intégré (D) ou non (C) le gène ENV du virus. En C, les cellules sont isolées, alors qu'en D on observe des cellules fusionnées reconnaissables à leur taille et à la présence de nombreux noyaux.

Or, les données précisent que le gène humain de la syncytine est inactif ; il n'entre donc pas en jeu. La fusion des cellules photographiées en D est donc due à la protéine exprimée par le gène viral ENV.

Conclusion

La similitude des structures entre le gène viral et le gène de la syncytine ainsi que la similitude des propriétés de la syncytine et de la protéine virale ENV indiquent que le gène de la syncytine provient d'un génome viral. Ce sont les séquences LTR présentes chez le virus qui ont permis l'intégration de gènes viraux.

Le gène ENV viral est ensuite resté fonctionnel dans le génome humain, devenant le gène de la syncytine, et en a gardé les propriétés : provoquer la fusion cellulaire impliquée, chez l'être humain, dans le rôle du placenta.