Le génome du grand requin blanc a été décodé

Les chercheurs rapportent le décodage complet du grand requin blanc. Et on découvre des clés pour comprendre pourquoi les animaux de grande taille, comme le requin, n’ont jamais le cancer ou pourquoi la cicatrisation des plaies est tellement rapide chez ces animaux.


Crédit : Byron Dilkes, Danah Divers
Crédit : Byron Dilkes, Danah Divers

Le est l’une des créatures marines les plus connues sur la planète, suscitant une fascination du public et une grande attention dans les médias, notamment en engendrant l’un des films les plus réussis de l’histoire d’Hollywood. Ce requin possède des caractéristiques remarquables, notamment sa taille massive (jusqu’à 6 mètres et 3 tonnes) et sa plongée à près de 1 200  mètres de profondeur. Les grands requins blancs sont également une préoccupation majeure pour la conservation du fait de leur nombre relativement faible dans les océans du monde.

Décodage complet du génome du grand requin blanc

Dans une étape scientifique majeure visant à comprendre la biologie de ce prédateur et des requins en général, le génome entier du requin blanc vient d’être décodé. Une équipe dirigée par des scientifiques du Centre de recherche sur les requins de la Fondation Save Our Seas de la Nova Southeastern University (NSU) et de l’Institut de recherche Guy Harvey (IRSH), du Collège de médecine vétérinaire de l’Université Cornell et de l’aquarium de Monterey Bay a complété le génome du requin blanc et l’a comparé aux génomes d’une variété d’autres vertébrés, y compris le et les humains.

Les résultats sont rapportés dans la revue PNAS. Le décodage du génome du requin blanc a révélé non seulement sa taille énorme, une fois et demie de la taille du génome humain, mais également une pléthore de changements génétiques qui pourraient être à l’origine du des requins de grande taille et avec une grande longévité.

La stabilité du génome

Les chercheurs ont découvert de nombreux gènes jouant un rôle important dans le maintien de la stabilité du génome, des mécanismes de défense génétiques qui neutralisent l’accumulation de dommages dans l’ADN d’une espèce, induisant une adaptation moléculaire (également appelée sélection positive) dans de nombreux gènes jouant un rôle important dans le maintien de la stabilité du génome.

Crédits : Byron Dilkes, Danah Diver

Crédits : Byron Dilkes, Danah Diver

Ces modifications de séquences adaptatives ont été trouvées dans des gènes intimement liés à la réparation de l’ADN, à la réponse aux dommages de l’ADN et à la tolérance aux dommages de l’ADN. Le phénomène opposé, l’instabilité du génome, qui résulte des dommages accumulés dans l’ADN, est bien connu pour prédisposer les humains à de nombreux cancers et à des maladies liées à l’âge.

Non seulement il y avait un nombre étonnamment élevé de gènes de stabilité du génome qui contenaient ces changements adaptatifs, mais il y avait aussi un enrichissement de plusieurs de ces gènes, soulignant l’importance de cet ajustement chez le requin blanc selon Mahmood Shivji, Ph.D., directeur du centre de recherche sur les requins de la fondation Save Our Seas de la NSU et de l’IRSG.

Des évolutions qui protègent le requin blanc contre le

Il convient également de noter que le génome du requin blanc contient un très grand nombre de gènes sauteurs ou transposons, et dans ce cas un type spécifique, appelé LINE. En fait, il s’agit de l’une des plus fortes proportions de LINE (près de 30 %) découvertes chez les vertébrés à ce jour. Ces LINE sont connues pour causer l’instabilité du génome en créant des cassures du double brin dans l’ADN selon Stanhope.

Il est plausible que cette prolifération de LINE dans le génome du requin blanc puisse représenter un puissant agent sélectif pour l’évolution de mécanismes efficaces de réparation de l’ADN et se reflète dans la sélection positive et l’enrichissement de tant de gènes de stabilité du génome. L’équipe de recherche internationale a également constaté que bon nombre des mêmes gènes de stabilité du génome présents chez les requins blancs ont également fait l’objet d’une sélection positive chez le requin-baleine.

Le lien entre la taille du corps et le cancer

La découverte que le requin-baleine possédait également ces adaptations clés de la stabilité du génome était significative car, en théorie, le risque de cancer devait augmenter avec le nombre de cellules (corps volumineux) et la durée de vie d’un organisme. Il existe un support statistique en faveur d’une relation positive de la taille du corps et le risque de cancer au sein d’une espèce. Fait intéressant, cette hypothèse ne tient plus entre les espèces.

Contrairement aux attentes, les animaux de très grande taille ne contractent pas le cancer plus souvent que les humains, ce qui porte à croire qu’ils ont acquis des capacités supérieures de protection du cancer. Les innovations génétiques découvertes dans les gènes de stabilité du génome chez le requin blanc et le requin baleine pourraient être des adaptations facilitant l’évolution de leurs grands corps et leur longue durée de vie.

Décoder le génome du requin blanc donne à la science un nouvel ensemble de clés pour résoudre les mystères persistants sur ces prédateurs redoutés et incompris tels que pourquoi les requins ont prospéré pendant environ 500 millions d’années, plus longtemps que presque tous les vertébrés de la planète selon le Dr Salvador Jorgensen et co-auteur de l’étude.

Des gènes associés à une plus rapide

Mais les innovations ne se sont pas arrêtées là. Les génomes de requin ont révélé d’autres adaptations évolutives intrigantes dans les gènes liés aux voies de cicatrisation des plaies. Les requins sont connus pour leur cicatrisation extrêmement rapide. Nous avons trouvé des sélections positives et des enrichissements du contenu en gènes impliquant plusieurs gènes liés à certaines des voies les plus fondamentales de la cicatrisation des plaies, y compris un gène clé de la coagulation du sang selon Stanhope. Ces adaptations, impliquant des gènes de cicatrisation des plaies, peuvent sous-tendre la capacité tant vantée des requins à guérir efficacement des plaies même de grande taille.

Les chercheurs estiment qu’ils viennent d’explorer la pointe de l’iceberg en ce qui concerne le génome du requin blanc. L’instabilité des génomes est un problème très important dans de nombreuses maladies humaines graves; nous constatons maintenant que la nature a développé des stratégies intelligentes pour maintenir la stabilité des génomes de ces requins de grande taille selon Shivji.

Il reste encore beaucoup à apprendre de ces merveilles de l’évolution, y compris des informations potentiellement utiles pour lutter contre le cancer et les maladies liées à l’âge et pour améliorer les traitements de la cicatrisation des plaies chez l’homme.

Décoder le génome du requin blanc aidera également à la conservation de ce requin et des requins apparentés, dont beaucoup ont des populations en déclin rapide en raison de la surpêche selon Steven O’Brien, un généticien de la conservation à la NSU, qui a co-conçu cette étude. Les données sur le génome seront un atout important pour comprendre la dynamique des populations de requins blancs afin de mieux protéger cette espèce étonnante qui a captivé l’imagination d’un si grand nombre de personnes.

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Houssen Moshinaly

Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009 et vulgarisateur scientifique.

Je m'intéresse à tous les sujets scientifiques allant de l'Archéologie à la Zoologie. Je ne suis pas un expert, mais j'essaie d'apporter mes avis éclairés sur de nombreux sujets scientifiques.

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