Pratique des raisonnements scientifiques (5 points)

La mucoviscidose est une maladie grave d'origine monogénétique (= liée au dysfonctionnement d'un seul gène). Cette maladie se manifeste par de graves problèmes respiratoires et digestifs.

On s'interroge sur le fait que 20 % de la population française soit porteuse du gène muté.

Formulez une hypothèse qui permettrait d'expliquer.le nombre élevé de porteurs sains dans la population en utilisant les documents proposés.

Document 1 :

Arbre généalogique d'une famille atteinte de mucoviscidose.

Document 2 :

L'origine de la maladie est liée à la présence de la mutation �F 508 (découverte par L.C. Tsui et J.R. Riordon ainsi que par F.S. Collins et leurs collaborateurs). Cette mutation porte sur le gène codant pour la protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) modifiée au niveau de l'acide aminé 508.

La protéine CFTR est présente dans les membranes cytoplasmiques où elle permet les "échanges" d'ions CI- et par conséquent d'eau (l'eau accompagnant les ions CI-). Son altération interdit le passage des ions CI- et d'eau, ceci entraînant alors une augmentation de la viscosité des mucus en particulier au niveau des poumons et de l'appareil digestif.

Document 3 :

Étude de la pénétration de Salmonella typhi dans des cellules intestinales in vitro.

- Salmonella typhi est une bactérie responsable de la typhoïde (inflammation très grave du tube digestif pouvant entraîner la mort en l'absence de traitement antibiotique). L'antibiotique a été découvert il y a une cinquantaine d'années.

- La bactérie Salmonella typhi doit pénétrer dans les cellules intestinales pour provoquer la maladie. Or une série de travaux sur diverses cultures cellulaires montre que la bactérie pénètre beaucoup mieux dans les cellules contenant la protéine CFTR normale que dans les cellules contenant la protéine CFTR modifiée.

Document 4 :

Etude de la pénétration "in vivo" de Salmonella typhi dans les cellules intestinales d'une souris.

(Modèle animal réalisé par G.B. Pier et ses collaborateurs : 1998). Le modèle consiste à intégrer le gène de la mucoviscidose humaine dans le génome de souris : ce sont alors des souris transgéniques.

On étudie la pénétration de la bactérie dans les cellules intestinales de trois lots de souris transgéniques.

Les résultats sont consignés dans le tableau suivant :

 

N° du lot	Conditions des tests	Résultats
1 = souris transgénique homozygote pour l'allèle muté	Absorption orale de bactéries	Aucune cellule intestinale infectée
2 = souris transgénique homozygote pour l'allèle normal	Absorption orale de bactéries	Très nombreuses cellules intestinales infectées
3 = = souris transgénique hétérozygote pour le gène étudié	Absorption orale de bactéries	86% de cellules intestinales infectées en moins que dans le lot 2.