Une homéoboîte est une séquence d’ADN codée pour exprimer une protéine qui se lie à d’autres ADN et régule la façon dont elle s’exprime. Les homéoboîtes ont été découvertes dans les années 1980 par des chercheurs en génétique, initialement chez les mouches des fruits – un organisme fortement étudié en génétique – et plus tard dans d’autres organismes également, y compris les organismes simples et unicellulaires. Ces séquences jouent un rôle très important dans le développement embryonnaire, déterminant comment et où les gènes s’expriment, et font partie d’un groupe de séquences génétiques impliquées dans la régulation et l’expression des gènes au fur et à mesure que les organismes se développent.
Il y a généralement environ 180 paires de bases dans une homéobox. La protéine qu’elle code contient environ 60 acides aminés et est capable de se lier à l’ADN pour l’activer ou la désactiver, déterminant si elle s’exprime. Au cours du développement embryonnaire, l’homéoboîte indique aux cellules quand et où commencer à produire, établissant les bases de l’organisme et jetant les bases d’un développement plus avancé à mesure que les cellules se différencient sous la direction des protéines produites par les homéoboîtes et d’autres séquences génétiques.
Initialement, les chercheurs soupçonnaient que les processus de régulation derrière le développement embryonnaire étaient très différents dans les organismes de différentes espèces, en particulier les organismes qui ne sont que très éloignés. La découverte de ces séquences de gènes a montré que les organismes, des limaces aux éléphants, s’appuyaient sur des homéoboîtes pour réguler leur ADN au cours du développement. Des erreurs dans ces séquences peuvent également entraîner des anomalies du développement, car le développement de l’organisme est confus et les traits s’expriment aux mauvais endroits.
Un certain nombre de gènes homéobox humains ont été découverts, à travers plusieurs chromosomes. Ces séquences ont été étudiées pour en savoir plus sur les protéines qu’elles codent et sur leur fonctionnement. La recherche sur des organismes comme les mouches des fruits peut être directement appliquée à la génétique humaine, car dans de nombreux cas, les gènes agissent de manière similaire. Comprendre comment les altérations d’une homéoboîte de mouches des fruits affectent le développement peut fournir des informations sur la façon dont des altérations similaires pourraient changer la façon dont un embryon humain se développe.
Une grande variété de processus sont impliqués dans le développement embryonnaire. Ces gènes ne sont pas le seul facteur déterminant, et les embryons peuvent également être influencés par des facteurs extérieurs tels que l’exposition à des toxines, qui peuvent entraîner des déformations causées par des perturbations de l’expression de l’ADN. Comprendre la myriade de complexités impliquées dans le développement aide les chercheurs à comprendre ce qui se passe lorsque le développement va mal, et pourquoi. Cela peut être appliqué à la recherche conçue pour corriger les erreurs de développement dans le but de les prévenir à l’avenir.