https://bodybydarwin.com
Slider Image

Les poulpes peuvent éditer leurs propres gènes à la volée

2021

Vous êtes un organisme complexe. Vous socialisez avec la famille et les amis, vous résolvez des énigmes et faites des choix. Les humains sont peut-être parmi les animaux les plus cérébraux de la planète, mais nous savons que nous ne sommes pas les seuls à avoir ce genre de complexité comportementale. Les corbeaux utilisent des outils. Les primates créent des structures sociales incroyables. Les baleines se rassemblent.

Mais toutes ces créatures ont un point commun: ce sont des vertébrés. Les membres de notre sous-asile partagent plus qu’une colonne vertébrale; notre ancêtre commun nous a offert le type de structure et de système nerveux central qui se prête à la complexité comportementale.

Et puis il y a les céphalopodes. Ils peuvent résoudre un nombre impressionnant d'énigmes complexes, suggérant une connaissance qui rivalise avec celles du monde des vertébrés, même s'ils ont partagé un ancêtre commun avec nous il y a au moins 500 millions d'années. Dans le monde des invertébrés, les pieuvres, les calmars et les seiches se distinguent.

Nous pouvons enfin avoir une idée de pourquoi. Selon une étude publiée dans Cell, ces créatures ont une incroyable capacité à manipuler les instructions contenues dans leur ADN. Un panache sans précédent pour l'édition d'ARN pourrait expliquer pourquoi les céphalopodes sont si brillants et adaptables.

Vous vous souvenez probablement de l'ARN de votre cours de biologie au lycée. L'ADN est comme un plan d'instructions génétiques établi pour nous lors de la conception. L'ADN est stable et séquestré (principalement) dans le noyau, ce qui permet de transmettre l'information génétique en toute sécurité, tandis que son ARN soeur simple brin traduit ces instructions en ordre de marche. Quand l'ADN dit "nous devrions produire ces protéines à ce moment-là, l'ARN se propage dans le monde du cytoplasme et le réalise.

Mais parfois, les rebelles de l'ARN. Parfois, des enzymes interviennent en extrayant les bases ARN adénosine qui codent certaines protéines et en les remplaçant par des bases inosine. Lorsque cela se produit, l'ARN peut être «modifié» pour produire une protéine différente de celle requise par l'ADN.

"Il y a environ 25 ans, les gens ont identifié le premier exemple d'édition d'ARN chez les mammifères. Il y a eu quelques cas où l'ADN disait une chose, puis que la protéine était différente, dit le co-auteur de l'étude, Eli Eisenberg, biophysicien Eisenberg a dirigé l’étude avec Joshua Rosenthal du Laboratoire de biologie marine, bien que tous deux confirment que Noa Liscovitch-Brauer, de Tel Aviv, est l’élément moteur de la recherche.

Selon Eisenberg, l’étude de ce phénomène a été limitée à une poignée de cas décelés par accident pendant quelques décennies. Mais au cours des dernières années, les scientifiques ont adopté une approche plus systématique et ont découvert que les humains utilisaient aussi occasionnellement cette astuce génétique. Mais pour nous, c'est un événement rare. Nous avons de nombreux sites où des modifications pourraient avoir lieu, mais la plupart sont situées sur des parties du génome avec un ADN «indésirable» qui ne code pour rien. Sur les quelque 1 000 sites de codage où l'édition pourrait avoir lieu, il n'en existe que quelques douzaines dans des endroits où l'édition aurait probablement un impact important.

Les calmars, qui possèdent le même nombre de gènes, possèdent environ 11 000 sites utiles.

La nouvelle étude, qui retrace les sites de modification des ARN chez plusieurs espèces de céphalopodes, s’appuie sur des recherches antérieures selon lesquelles les pieuvres utilisaient la modification de l’ARN pour s’adapter rapidement aux changements de température et que des modifications importantes étaient effectuées dans le tissu neural du calmar. Lors de l'examen d'espèces supplémentaires, les chercheurs ont déterminé que cette richesse en ARN modifiable était presque universelle chez les céphalopodes, et les exceptions qui prouvent que la règle fournit des indices fascinants.

Tous les membres de la sous-classe «coléoïde» - squid, seiches, pieuvres - qui ont été examinés par les chercheurs ont bénéficié de cette amélioration de l'édition d'ARN. Mais le nautile en chambre, qui est considéré comme une bête primitive par rapport à ses cousins ​​whip-smart, possède des niveaux beaucoup plus bas d’édition de l’ARN. Un cousin de mollusque encore plus éloigné (pas un céphalopode) testé à des fins de comparaison avait des niveaux similaires similaires.

Les chercheurs pensent que cette corrélation pourrait indiquer que le processus aide à conférer une intelligence à certains céphalopodes. Exactement comment ou pourquoi ce processus se produit est une question pour les études futures. Mais une chose est sûre: l'édition d'ARN peut rendre une espèce incroyablement flexible.

"Pour nous, généralement lorsque nous avons un gène, le codage peut être amélioré par mutation. C'est le tableau général de l'évolution, lorsqu'une mutation survient pour adapter la protéine aux besoins de l'organisme, comme le dit Eisenberg." L'ADN, c'est câblé. Vous le changez, et c'est tout. "

Le processus d'édition d'ARN est beaucoup plus adaptable.

"Vous pouvez modifier l'ARN dans un tissu, par exemple le cerveau, et non dans un autre, comme l'explique le muscle Eisenberg." Vous pouvez obtenir l'ancienne protéine produite dans des conditions normales et une nouvelle lorsque vous êtes stressé. Vous pouvez l'éditer ou non à différents niveaux. Vous pouvez avoir la version modifiée et la version non modifiée dans la même cellule, en travaillant ensemble. "

Les chercheurs ont déjà vu que les poulpes qui doivent s’adapter aux variations de température utilisent l’édition RNA pour le faire, mais les possibilités sont vraiment infinies. Eisenberg et ses collègues espèrent étudier d’autres changements environnementaux - tels que l’acidification des océans, une préoccupation croissante à l’ère des changements climatiques - pour voir quel type d’adaptations fantaisistes un céphalopode pourrait mettre en œuvre si nécessaire.

Donc, si l'édition d'ARN est un truc aussi cool, pourquoi les humains ne le font-ils pas plus souvent?

"C’est une question à laquelle nous pouvons commencer à répondre, car nous avons maintenant ces animaux qui se comparent tout le temps à nous-mêmes, comme dit Eisenberg." Mais nous avons une idée du prix qu’ils paient. "

Il semble probable que les céphalopodes ont consenti un sérieux compromis en matière d'évolution: afin de conserver la flexibilité d'une édition étendue d'ARN, ils ont peut-être déjà abandonné la possibilité d'effectuer des modifications génétiques câblées par mutation. En d'autres termes, leur évolution peut être retardée. En effet, les structures permettant l'édition d'ARN sont complexes et doivent se trouver précisément dans la partie droite du génome. Les types de mutations qui aident les humains à s'adapter et à survivre de génération en génération entraveraient probablement la capacité d'un céphalopode à effectuer un montage à la volée avec un tel aplomb.

"Ces résultats correspondent bien à ce qui a été caractérisé auparavant chez les céphalopodes, mais sont par ailleurs inattendus par ce que nous savons des animaux, soulignant l'importance d'étudier de nombreux organismes différents pour en apprendre davantage sur le fonctionnement des systèmes biologiques, explique Carrie Albertin, chercheuse à l'université. Albertin, membre de l’équipe qui a séquencé le génome du poulpe pour la première fois, espère que les résultats pourront nous aider à mieux comprendre les plus gros cerveaux du monde des invertébrés. "Ces résultats sont très intéressants. . "

Donc, fondamentalement, les céphalopodes continuent à être étranges. Espérons que les études futures puissent nous aider à comprendre comment et quand ils ont entrepris cette stratégie évolutive fascinante - et à déterminer si c'est vraiment le secret de leur éclat.

Une machine à espresso automatique à domicile 44% de réduction?  Je l'achèterais.

Une machine à espresso automatique à domicile 44% de réduction? Je l'achèterais.

Les meilleurs apnéistes du monde semblent avoir évolué avec des rates hyperdimensionnées

Les meilleurs apnéistes du monde semblent avoir évolué avec des rates hyperdimensionnées

Les bébés prématurés ont moins de soins de santé s'ils ne sont pas blancs

Les bébés prématurés ont moins de soins de santé s'ils ne sont pas blancs