Les génomes de référence fournissent un premier aperçu des racines génétiques de la diversité physiologique et comportementale des mustélidés
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Les mustélidés sont la famille la plus diversifiée sur le plan écologique et taxonomique au sein de l’ordre des carnivores. Du tayra dans les néotropiques au carcajou dans le subarctique, ils habitent une variété de niches écologiques et ont développé des traits correspondants spécifiques à l’espèce liés à leur régime alimentaire, leur stratégie de reproduction et leur morphologie. Une équipe internationale de scientifiques dirigée par l’Institut Leibniz de recherche sur les zoos et la faune (Leibniz-IZW) a mené une analyse comparative des génomes entiers de plusieurs mustélidés pour obtenir des informations sur la base moléculaire de ces adaptations. L’équipe a découvert que de multiples sources de variation génomique contribuaient aux gènes candidats, y compris ceux qui modifient le nombre, la position, l’orientation ou la taille des gènes dans le génome d’une espèce. Ces dernières formes de variation génomique sont souvent négligées dans les études génomiques des espèces sauvages, et les auteurs soutiennent que cela doit changer.
Les Mustelidae sont la famille la plus diversifiée sur le plan écologique et taxonomique au sein de l’ordre des mammifères Carnivora et comprend les blaireaux, les furets, les belettes et les loutres. Même les mustélidés étroitement apparentés habitent souvent des écosystèmes différents où ils font face à des défis très différents. Par conséquent, ils ont développé une grande variété d’adaptations comportementales, morphologiques et physiologiques spécifiques à l’espèce liées au régime alimentaire et à la reproduction. Alors que les développements récents dans les technologies de séquençage et les méthodes analytiques permettent la construction de projets de génomes pour de nombreuses espèces sauvages, les mustélidés offrent aux généticiens de la faune la possibilité de démêler les racines de cette diversité en identifiant les régions du génome associées à des traits écologiquement pertinents.
“Nous nous sommes concentrés sur la sous-famille Guloninaeau sein duquel plusieurs espèces occupent des niches écologiques variées, allant du tayra omnivore (Eira barbara) dans les néotropiques au carcajou carnivore (Gulo gulo) dans la région subarctique aux ressources rares », déclare Lorena Derežanin, doctorante au Département de génétique évolutive du Leibniz-IZW et première auteure de l’article. « Il s’agit de la première étude comparant les génomes d’espèces écologiquement disparates au sein de cette diversité sous-famille et met en lumière l’évolution de ces espèces », déclare Klaus-Peter Koepfli, chercheur principal à l’Université George Mason aux États-Unis et co-auteur de l’étude.
L’équipe de recherche a produit le premier génome de référence du tayra et l’a comparé aux génomes disponibles pour le carcajou et la zibeline (Martes zibellina), deux autres membres du Guloninae qui sont écologiquement très différents. Ils ont découvert que non seulement les « variantes à un seul nucléotide », essentiellement des changements à une seule « lettre » dans le code génétique, contribuent aux différences d’espèces dans les gènes associés à des traits écologiquement pertinents, mais que les changements à grande échelle connus sous le nom de variantes structurelles étaient également importants, affectant parties de gènes spécifiques ou de gènes multiples. “Nos résultats sont importants, car ils démontrent que de nombreux types de processus responsables de la variation génomique doivent être pris en compte, y compris ceux qui peuvent modifier rapidement le nombre et la fonction des gènes dans un génome”, déclare Derežanin. “Si nous utilisons la métaphore d’un livre pour représenter les séquences d’ADN dans un génome, alors le type de changements dont nous parlons s’apparente à la suppression, au déplacement ou à la duplication de gros morceaux de texte, sur une échelle de paragraphes, de pages ou même des chapitres entiers », ajoute Daniel Förster, scientifique au Leibniz-IZW et auteur principal de l’article.
L’équipe de recherche a identifié des modifications dans de nombreux gènes qui pourraient être associées aux différentes écologies de l’espèce. Par exemple, dans le génome du tayra, le seul Guloninae espèce qui se reproduit tout au long de l’année, ils ont trouvé de nombreuses modifications des gènes liés à la grossesse. Chez le carcajou, un carnivore circumpolaire qui doit faire face à la pénurie alimentaire saisonnière, de nombreux gènes modifiés ont été associés au régime alimentaire et à la condition physique. “Dans un sens, mourir de faim pendant de plus longues périodes fait partie du mode de vie des carcajous, et nous avons identifié des gènes candidats qui leur permettent de faire face à cela”, explique Jörns Fickel, chef du département Leibniz-IZW de génétique évolutive. “Générer d’autres génomes pour les espèces de cette famille diversifiée de mammifères sera une base solide pour nous aider à comprendre comment les génomes évoluent en réponse à différents défis environnementaux.”
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Institut Leibniz de recherche sur les zoos et la faune (IZW). Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
