Un profond mystère rend le génome des vers de terre le plus compliqué jamais vu : ScienceAlert

Dans le passé, lorsque les vers sortaient de l’eau salée et se déplaçaient vers l’eau douce, ils subissaient un réarrangement catastrophique de leur matériel génétique.

L’événement a détruit des gènes autrefois fonctionnels, y compris certains impliqués dans des processus critiques de division cellulaire, laissant intacts les vers de terre, les sangsues et d’autres organismes. clitoris Parents avec le plus grand nombre de génomes mélangés connus.

« Tout a été cassé puis réarrangé de manière complètement aléatoire », explique Rosa Fernández, de l’Institut espagnol de biologie évolutive (CSIC-UPF). Il a dit Christy Wilcox dans sciences« J’ai demandé à mon équipe de répéter l’analyse mille fois. »

Trois groupes de chercheurs sont parvenus indépendamment à la même conclusion, renversant une hypothèse de longue date selon laquelle un certain niveau de stabilité génétique est nécessaire pour que les espèces animales évitent l’extinction.

Le biologiste évolutionniste Carlos Vargas Chavez, du CSIC-UPF, et ses collègues ont découvert que la perte de gènes était environ 25 pour cent plus élevée dans la lignée des vers devenus clitellata, par rapport à leurs autres parents.

Les scientifiques soupçonnent que le génome du ver a changé en réponse au déplacement vers de nouveaux habitats, mais ils n’ont pas encore déterminé ce qui s’est produit en premier : les aventures du ver dans l’eau douce et sur terre ou les aventures de ses gènes vers de nouveaux emplacements dans ses molécules génétiques (chromosomes).

« Bien que le moment choisi pour ce réarrangement du génome reste incertain, nous soulignons qu’il est très peu probable que les caractéristiques génomiques observées chez les parasites soient apparues via… des réarrangements au fil du temps », affirment les chercheurs. expliqué dans leur article.

Au lieu de cela, les schémas observés par Vargas-Chavez et son équipe suggèrent une « catastrophe cellulaire unique » qui a essentiellement détruit le génome du ver en peu de temps. Ils soulignent que des changements drastiques des conditions environnementales, notamment une exposition soudaine à davantage d’oxygène ou de rayonnement, peuvent déclencher ce phénomène.

Les auteurs comparent les changements génomiques frappants chez les vers aux processus identifiés dans… cancer cellules.

la plupart BilatérauxOn pensait que les animaux comme nous, qui ont des images miroir sur les côtés droit et gauche, possédaient des sections de chromosomes hautement conservées. Cette stabilité est nécessaire au bon alignement des deux brins d’ADN qui les composent, lorsqu’ils sont séparés puis appariés à un brin de chaque parent lors de la reproduction.

Les génomes, des éponges aux singes, contiennent de longs brins de gènes qui restent ensemble dans un ordre spécifique parmi des espèces éloignées. Ils ont été préservés pendant des centaines de millions d’années.

Ces brins peuvent bouger quelque peu, mais leur séquence au sein de ces sections reste relativement intacte. Mais pas chez les sangsues et les vers de terre.

« En général, l’ancienne structure bilatérale du génome a été complètement perdue chez les cnidaires », selon une deuxième équipe, dirigée par le génomiciste évolutionniste Thomas Lewin du Centre de recherche sur la biodiversité à Taiwan. Trouvé.

L’équipe de Lewin étudie comment des changements aussi radicaux et inattendus dans les chromosomes affectent l’évolution des animaux.

« Les cas de structure conservée du génome sont extrêmement rares », expliquent Lewin et ses collègues. Expliquez dans une autre étudearguant que, contrairement aux hypothèses précédentes, ils constituent « l’exception plutôt que la règle ».

Mais même si les reconfigurations génétiques massives peuvent être plus courantes qu’on ne le pensait, elles comportent, comme on pouvait s’y attendre, des risques. Troisième équipe Les génomes de 2291 espèces ont été examinés Dans tous les principaux groupes d’animaux, la découverte de changements chromosomiques drastiques peut être liée à des événements d’extinction majeurs.

« Une question en suspens est de savoir comment cet événement profond de remodelage du génome n’a pas conduit à l’extinction ? Il écrit Vargas Chávez et ses collègues.

Les chercheurs ont découvert que les génomes des vers marins anciens ne semblent pas organisés en compartiments et sont donc « beaucoup plus flexibles » que ceux des autres animaux.

« Cela pourrait avoir conduit à une grande résilience au profond remodelage du génome qui se produit après le remaniement des chromosomes », selon l’équipe. conclutCela suggère également que des arrangements génétiques aussi dramatiques sont susceptibles d’être persistants chez ces espèces.

Cette recherche est disponible sur le serveur de prépublication BioRxivavec deux Lié à papiersUn autre a été publié dans Biologie moléculaire et évolution.