La découverte de gènes égoïstes vieux de 119 millions d’années dans la levure modifie potentiellement notre compréhension de l’impact de l’ADN parasitaire sur l’évolution du génome

Une nouvelle recherche du Stowers Institute for Medical Research, en collaboration avec l’Institut national des sciences biologiques de Pékin, en Chine, a découvert une famille de gènes égoïstes qui a survécu pendant plus de 100 millions d’années – 10 fois plus longtemps que n’importe quel pilote méiotique jamais identifié – – jetant un nouveau doute sur les croyances établies sur la manière dont la sélection naturelle et l’évolution abordent ces séquences menaçantes.

“La pensée a toujours été que parce que ces gènes sont si méchants, ils ne resteront pas très longtemps dans les populations”, a déclaré la chercheuse associée SaraH Zanders, Ph.D. “Nous venons de découvrir, ce n’est pas vrai, que les génomes ne peuvent tout simplement pas toujours s’en débarrasser.”

Les conducteurs méiotiques sont ainsi nommés car ils peuvent acquérir la capacité de littéralement “piloter” la transmission de leurs gènes à travers un génome, souvent avec des conséquences négatives. La sélection naturelle est donc la force majeure qui contrecarre les gènes égoïstes, favorisant les variantes génétiques qui tuent la pulsion de récupération de la fertilité et de la santé globale d’une espèce.

“La sélection naturelle a une capacité limitée à éliminer les conducteurs méiotiques d’une population”, a déclaré Zanders. “Imaginez organiser des essais d’équipe de football (sélection naturelle) pour recruter les meilleurs joueurs (gènes qui favorisent la forme physique). Les chauffeurs sont des joueurs qui sabotent les autres joueurs qui essaient. Les chauffeurs font l’équipe, mais pas parce qu’ils sont bons au football.”

Dans une étude récente publiée dans eVie le 13 octobre 2022, dirigé par le chercheur Mickael De Carvalho, Ph.D., du Zanders Lab, et Guo-Song Jia, chercheur prédoctoral dans le laboratoire de Li-Lin Du, Ph.D., identifié pour la première temps qu’une famille de gènes égoïstes appelée wtf a non seulement prospéré dans la levure de fission, Schizosaccharomyces pombe, mais a été transmise à trois espèces de levure uniques qui ont divergé de S. pombe il y a environ 119 millions d’années.

“Cette découverte est particulièrement nouvelle car une famille de gènes d’entraînement a prospéré au moins dix fois plus longtemps que ce que les généticiens ont jamais cru possible”, a déclaré Zanders.

Au cours de la méiose, la division cellulaire spécialisée qui donne naissance aux cellules reproductrices comme les spermatozoïdes et les ovules, l’héritage du matériel génétique d’un ensemble de chromosomes de chaque parent est de 50/50, ou également probable pour chaque cellule reproductrice.

Les conducteurs méiotiques de la levure sont en fait un parasite génétique plus puissant. La famille de gènes wtf sont des pilotes méiotiques tueurs; non seulement ils transmettent le gène égoïste à plus de 50% de la progéniture, mais ils détruisent ensuite les cellules reproductrices – ou les spores de la levure – qui n’héritent pas du gène moteur.

La sélection naturelle dans un génome sauve généralement une espèce des gènes égoïstes en favorisant les gènes qui suppriment ou réduisent au silence la conduite, la rendant inutile. La façon dont la famille de gènes wtf a échappé à la suppression est en grande partie due à leurs taux de mutation rapides.

Cette persistance modifie notre perception de la manière dont une espèce peut surmonter l’augmentation attendue de l’infertilité qui conduit généralement à l’extinction. Cela change également la façon dont les scientifiques peuvent rechercher et identifier des familles de gènes égoïstes chez différentes espèces, y compris les humains.

“Jusqu’à présent, lors de la recherche de conducteurs candidats au sein d’un génome, je n’aurais pas considéré les “vieux” gènes comme une possibilité”, a déclaré Zanders. “Étant donné que les gènes égoïstes sont les principaux moteurs de l’évolution, cette nouvelle découverte ouvre la porte à une réflexion sur la manière dont les facteurs peuvent avoir des effets persistants et à long terme sur l’évolution du génome.”

Parmi les autres auteurs figurent Ananya Nidamangala Srinivasa, R. Blake Billmyre, Ph.D., Jeffery J. Lange, Ph.D. et Ibrahim M. Sabbarini.

Ce travail a été financé par le New Innovator Award des National Institutes for Health (prix : DP2GM132936), le soutien institutionnel de l’Institut Stowers pour la recherche médicale, le ministère chinois de la Science et de la Technologie et le gouvernement municipal de Pékin. Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles du NIH.