Où trouvez-vous vos gènes?
La réponse évidente vient de vos parents, dont l'ovule et le sperme ont fusionné pour créer la combinaison unique de matériel génétique qui vous rend, vous. Mais de nouvelles recherches surprenantes jettent un voile sur cette histoire bien connue: il s’avère que de grandes quantités de matériel génétique retrouvées chez l’homme ont en fait surgi d’autres espèces dans le passé, et que ce processus peut être un facteur majeur de l’évolution des animaux à partir des ornithorynques aux humains.
Selon les chercheurs, l’idée qu’une quantité importante de transferts d’ADN horizontaux et non horizontaux pourrait changer notre compréhension de la naissance des humains et des autres animaux. «Cela montre que cet ADN étranger qui aurait pu venir de n'importe où pourrait en quelque sorte se retrouver en nous et commencer à changer des choses», déclare Atma Ivancevic, chercheur postdoctoral en bioinformatique à l'Université d'Adélaïde en Australie et auteur principal d'une étude. récemment publié dans Genome Biology .
Commençons par le début. Tout d'abord, les gènes sauteurs ne sont pas vraiment des gènes. Ce sont des éléments génétiques transposables, le matériel génétique non codant situé entre les gènes. Les êtres humains regorgent de choses - plus de la moitié de notre génome est constitué d’éléments transposables - mais une grande partie de ce qu’il fait reste encore un mystère. «Son seul rôle semble être de se reproduire autant que possible», déclare Ivancevic.
David Adelson, directeur d'Ivancevic à l'Université d'Adélaïde et coauteur de l'article, avait déjà publié des recherches selon lesquelles des éléments transposables appelés Bovine-B (BovB) sautaient parmi des animaux aussi divers que les rhinocéros, les lézards et les ornithorynques. Pour voir ce qui se passait, l'équipe a recherché des BovB et un autre élément transposable appelé L1 dans les génomes de 759 espèces d'animaux, de plantes et de champignons, dont les génomes entièrement cartographiés étaient déjà disponibles en ligne.
«Nous voulions apporter plus de lumière et voir si nous pouvions comprendre pourquoi ils évoluaient dans le génome et jusqu'où ils pourraient se propager», explique Ivancevic. "Nous avons essayé de rechercher des correspondances d'éléments similaires entre des espèces très éloignées."
Comme ils savaient que les éléments BovB pouvaient être transférés entre espèces, ils ont d'abord suivi ce type de matériel génétique. Ils ont découvert d'étranges compagnons de lit: des BovB avaient été transférés au moins deux fois entre des grenouilles et des chauves-souris, et selon Ivancevic, les BovB originaires de serpents représentaient au moins 25% du génome des vaches et des moutons.
Ils ont également dépisté les éléments L1, qui représentent environ 17% du génome humain et sont probablement beaucoup plus âgés que les éléments BovB, selon Ivancevic. Ils ont découvert pour la première fois que les N1 pouvaient également être transférés horizontalement: ils étaient présents dans de nombreuses espèces animales et végétales, ainsi que tous les mammifères examinés, à l'exception du ornithorynque et de l'échidné (les deux seuls mammifères pondeurs, vivants ou vivants). la planète).
Cela a amené l'équipe à conclure que les éléments transposables n'étaient probablement jamais présents dans les monotrèmes. Ils devaient plutôt sauter dans un ancêtre commun du reste des mammifères il y a entre 160 et 191 millions d'années.
Ivancevic a même un mécanisme en tête. De manière critique, les BovB ont également été trouvés dans des parasites comme les punaises de lit et les sangsues, tandis que les N1 ont été trouvés dans des parasites aquatiques comme les vers marins et les huîtres. Cela a amené Ivancevic et ses collègues à croire que des éléments transposables pouvaient entrer dans l'ADN de diverses créatures en utilisant ces parasites, ou d'autres créatures suceuses de sang comme les tiques ou les moustiques, comme véhicules.
Les chauves-souris pourraient aussi jouer un rôle. Les éléments transposables sont inactifs chez de nombreuses espèces de chauves-souris, ce qui peut être dû au fait que leur régime alimentaire d'insectes les rend particulièrement vulnérables au transfert génétique horizontal. En d'autres termes, les chauves-souris semblent avoir développé une capacité accrue à supprimer ce type d'éléments à l'intérieur de leur propre corps, tout en agissant en même temps comme hôtes capables de les transférer à d'autres espèces.
Non pas que tous ces éléments transposables soient intrinsèquement mauvais. Ivancevic note que si les N1 peuvent être liés au cancer ou à des troubles neurologiques tels que la schizophrénie, d'autres éléments transposables peuvent également être impliqués dans la formation du placenta ou l'aide au système immunitaire. «Nous avons des preuves qu'ils font de bonnes et de mauvaises choses, presque par accident», dit-elle, ajoutant que beaucoup de N1 chez l'homme sont également inactifs. "C'est presque comme si le génome essayait de s'en servir, ou de les faire taire à son propre effet."
Chiara Boschetti, chargée de cours en sciences biologiques à l'université de Plymouth au Royaume-Uni, qui étudie le transfert horizontal de gènes, indique que ce type d'étude montre que ce que les scientifiques considéraient auparavant comme un "indésirable" pourrait en réalité jouer un rôle important dans la les gènes. Dans certains cas, cela pourrait même influer sur la division ou la réplication de l'ADN et sur le fonctionnement des chromosomes.
«Je pense que cela a le potentiel de changer le génome du destinataire», déclare Boschetti, qui n'était pas impliqué dans le travail d'Ivancevic. «Il est très probable qu'il y ait des effets.» Elle ajoute que la nouvelle recherche pose de nouvelles questions, telles que la rapidité avec laquelle ces éléments transposables sont transférés et leur degré d'activité dans les génomes.
Les scientifiques savent depuis longtemps que le matériel génétique peut être transmis horizontalement entre les bactéries; C'est ainsi qu'ils développent la résistance aux antibiotiques si rapidement. Mais la découverte que des organismes plus complexes agissent également dans ce sens devient de plus en plus importante et incite à davantage de recherches sur le concept de patrimoine génétique, dit-elle. "C'est plutôt cool dans un sens", dit-elle. "Cela ajoute un élément dynamique aléatoire à tout."
