- Le plus grand génome animal connu décodé
Le génome est 30 fois plus grand que celui de l'homme et plus de deux fois plus grand que celui du précédent détenteur du record : Une équipe internationale dirigée par le biologiste évolutif Axel Meyer de l'Université de Constance et le biochimiste Manfred Schartl de l'Université de Wurtzbourg a décrypté le plus grand génome connu chez les animaux : le matériel génétique du lézard de terre sud-américain (Lepidosiren paradoxa). "Les données aideront à comprendre comment l'ancêtre des tétrapodes actuels a conquis la terre", indique un communiqué accompagnant la publication des résultats de l'étude dans la revue "Nature".
Les lézards de terre sont considérés comme les parents vivants les plus proches de ceux qui, il y a environ 400 millions d'années, se sont traînés sur la terre avec des nageoires puissantes et ont pu y survivre grâce à leurs poumons. Tous les tétrapodes appelés ainsi, y compris les humains, les autres mammifères, les amphibiens, les reptiles et les oiseaux, remontent à eux. On dit qu'il existe aujourd'hui trois lignées de lézards de terre : une en Afrique, une en Australie et une en Amérique du Sud, qui se trouve notamment dans le bassin amazonien.
Les chercheurs espèrent obtenir des informations sur les origines et l'évolution de ces animaux inhabituels à partir de l'analyse du génome. "L'évolution semble les avoir oubliés", écrivent les chercheurs. En effet, ces anciens "fossiles vivants" ont encore l'air largementsimilar à leurs ancêtres de la fin du dévonien, il y a environ 400 millions d'années. En comparant les séquences de génome, il est possible de démontrer, par exemple, le lien entre les nageoires rayonnées des poissons osseux et les doigts des tétrapodes.
Génome record 30 fois plus grand que celui de l'homme
Il était déjà connu que les génomes des lézards de terre sont grands, mais l'étude montre maintenant à quel point ils peuvent l'être : le génome du lézard de terre sud-américain est composé de plus de 90 milliards de bases, indique le groupe. Il est ainsi 30 fois plus grand que le génome humain et plus de deux fois plus grand que celui du précédent détenteur du record, le lézard de terre australien (Neoceratodus forsteri). "18 des 19 chromosomes du lézard de terre sud-américain sont chacun plus grands que l'ensemble du génome humain", déclare Schartl dans un communiqué sur l'étude.
Cela est dû aux transposons autonomes. Ces segments d'ADN "se reproduisent" puis changent de position dans le génome. Ils représentent plus de 90 % du génome du lézard de terre. Le taux d'expansion du représentant sud-américain est ainsi de loin le plus rapide connu : au fil du temps, son génome a augmenté de la taille de l'ensemble du génome humain tous les dix millions d'années.
Pourtant, le génome du lézard de terre est étonnamment stable. Ainsi, l'équipe de recherche a pu reconstruire l'architecture originale de l'ensemble de chromosomes du premier tétrapode à partir des séquences des espèces de lézards de terre encore vivantes.
Études comparatives apportent des éclaircissements sur l'évolution
De plus, les génomes des différents lézards de terre peuvent être comparés, permettant de tirer des conclusions sur la question de savoir si les différences entre les spécimens encore vivants sont dues à des causes génétiques. Par exemple, le lézard de terre australien possédait encore des nageoires semblables à des membres avec lesquelles les ancêtres pouvaient se déplacer sur la terre. En revanche, chez les représentants africains et sud-américains du lézard de terre, ces nageoires, qui ressemblaient à des bras et des jambes humains en termes de structure osseuse, ont été réduites à des nageoires filiformes au cours des 100 derniers millions d'années.
Sur la base de l'analyse du génome du lézard de terre australien, l'équipe dirigée par Meyer et Schartl avait déjà montré il y a quelques années que les mêmes gènes chez les humains et les lézards de terre contrôlent le développement du poumon. Le poumon du lézard de terre a une origine de développement similaire à celle des vertébrés terrestres, y compris les humains. De plus, les doigts, l'ulna et le radius sont présents dans la nageoire de l'animal, pour lesquels les mêmes gènes que chez les humains sont responsables. L'étude actuelle a également impliqué des scientifiques de Dresde, Hambourg, de Suède, d'Autriche et de France.
Malgré leur taille, étant 30 fois plus grands que le génome humain et plus de deux fois plus grands que le précédent détenteur du record, le génome du lézard de terre sud-américain reste étonnamment stable. Cette stabilité permet aux chercheurs de reconstruire l'architecture originale de l'ensemble de chromosomes du premier tétrapode à partir des séquences des espèces de lézards de terre encore vivantes.
La comparaison des séquences de génome entre différentes espèces de lézards de terre peut fournir des éclaircissements précieux sur l'évolution. Par exemple, la réduction des nageoires semblables à des membres chez les représentants africains et sud-américains du lézard de terre par rapport au lézard de terre australien, qui possède encore ces nageoires, peut être due à des changements génétiques révélés par de telles études comparatives.
