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Le super résistant tardigrade dispose du plus grand nombre de gènes ne lui appartenant pas

28 Nov 2015 | 11 commentaires

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Les scientifiques ont séquencé la totalité du génome du tardigrade, alias l’ourson d’eau, pour la première fois. Et il se trouve que cette étrange petite créature détient le plus de gènes étrangers que tout animal étudiés jusqu’à présent, ou pour le dire autrement, un sixième environ du génome du tardigrade a été subtilisé à d’autres espèces.

Pour ceux qui ne sont pas familiers avec l’étrangeté extrêmophile qu’est le tardigrade, la microscopique créature aquatique mesure un peu plus de 1 mm en moyenne et il est le seul animal qui peut survivre dans l’environnement hostile de l’espace. Il peut également résister à des températures juste au-dessus du zéro absolu et bien au-dessus du point d’ébullition de l’eau, il peut faire face à d’intenses pressions et rayonnement et peut vivre plus de 10 ans sans eau ni nourriture. Fondamentalement, il est presque impossible de le tuer et maintenant, les scientifiques ont montré que son ADN est tout aussi bizarre.

Le terme “ADN étranger” se réfère à des gènes qui proviennent d’un autre organisme via un processus appelé transfert horizontal de gènes, plutôt que d’être transmis à travers la reproduction.

Le transfert de gène horizontal se produit de temps en temps chez les êtres humains et d’autres animaux, habituellement à la suite d’échange de gène avec des virus, mais pour mettre cela en perspective, la plupart des animaux ont moins de 1 % de leur génome constitué d’ADN étranger. Précédemment, c’est le rotifère, une autre microscopique créature aquatique, qui était estimé avoir le plus de gènes étrangers de tout animal, avec 8 ou 9 %. Mais la nouvelle recherche a montré que près de 6000 des gènes du Tardigrade proviennent d’autres espèces, ce qui équivaut à environ 17,5 %.

Selon le coauteur de l’étude, Bob Goldstein, de l’université de Caroline du Nord à Chapel Hill :

Nous ne savions pas qu’un génome d’animal pourrait être composé d’autant d’ADN étranger. Nous savions que de nombreux animaux en acquièrent, mais nous ne savions pas que cela arrive à ce degré.

Cet ADN étranger provient principalement de bactéries, mais également de plantes, de champignons et d’archées. C’est cette incroyable variété de gènes qui, suggèrent les chercheurs, a permis à l’ourson d’eau de survivre aux conditions extrêmes.

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Selon l’un des chercheurs, Thomas Boothby :

Les animaux qui peuvent survivre à des contraintes extrêmes semblent particulièrement prédisposés à l’acquisition de gènes étrangers et bactériens qui pourrait être mieux en mesure de résister aux contraintes extérieures que ceux des animaux.

L’équipe ne sait pas encore comment s’est effectué cet échange de gène, mais elle propose que ce soit le résultat de l’un des autres mécanismes de survie du Tardigrade : la capacité à dessécher jusqu’à ce que son corps est moins de 3 % d’eau et de revenir à la vie une fois qu’ils sont réhydratés.

Lorsque se produit cette dessiccation, les scientifiques savent que leur ADN se décompose en petits morceaux. Ils savent aussi que lorsque leurs cellules se réhydratent, le noyau de la cellule devient perméable et permet à de l’ADN et d’autres molécules de passer à travers. Cela signifie que même si le tardigrade rafistole rapidement son propre génome, il pourrait  accidentellement récupérer les gènes d’un autre organisme.

Ce serait un processus aléatoire, mais les gènes transmis seraient ceux qui aident les animaux à survivre. D’autres recherches doivent maintenant être réalisées afin de déterminer exactement comment les tardigrades obtiennent cet ADN qui ne leur appartient pas et combien de fois cela se produit.

De plus, cela donne un nouvel aperçu sur l’évolution de la vie et selon Thomas Boothby :

Nous pensons à l’arbre de la vie, avec le matériel génétique passant verticalement à partir de maman et papa. Mais avec le transfert horizontal de gènes devenant de plus en plus accepté et connu, au moins chez certains organismes, celui-ci est en train de changer la façon dont nous pensons à l’évolution et à l’héritage du matériel génétique. Au lieu de penser à l’arbre de vie, nous pouvons penser à une toile de la vie et au passage de matériel génétique de branche en branche …

La recherche pourrait également nous aider à trouver des gènes utiles que nous pourrions utiliser en médecine et dans le développement de médicaments.

L’étude publiée dans PNAS : Evidence for extensive horizontal gene transfer from the draft genome of a tardigrade.

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