Résoudre le mystère de la « petite raie », un poisson qui marche sur deux pattes

Bien que la petite raie soit un poisson, elle est connue pour utiliser ses nageoires comme des pattes pour marcher, à l’instar des vertébrés terrestres. On pense que la petite raie a divergé d’un ancêtre commun avec les tétrapodes terrestres il y a environ 470 millions d’années. Il a été rapporté dans des études antérieures que le réseau nerveux moteur impliqué dans la marche des petits patins et des tétrapodes est similaire, mais il était difficile d’étudier le mécanisme moléculaire de l’évolution de ce réseau nerveux moteur car il n’y avait pas de génome entier de haute qualité de les petits patins.

Dans une étude publiée aujourd’hui dans eVie, une équipe de recherche a construit un génome entier de haute qualité du petit patin en utilisant la dernière technologie d’analyse du génome. La taille du génome entier nouvellement construit du petit patin est de 2,13 gigaoctets, soit 93% de la taille du génome prévue, et est un génome entier de haute qualité contenant 17 230 gènes codant pour des protéines.

De plus, l’équipe de recherche a effectué une analyse comparative avec des animaux terrestres. Une analyse comparative des transcriptomes des neurones moteurs de la petite raie et des tétrapodes a été réalisée à l’aide du génome entier de haute qualité de la petite raie. Sur la base de ces résultats, des gènes exprimés en commun et des gènes exprimés de manière différentielle ont été découverts dans les motoneurones.

Chez la petite raie, 10 muscles sont impliqués dans la marche avec les nageoires, alors que chez les tétrapodes, 50 muscles sont impliqués dans le mouvement des membres. En comparant les deux espèces, l’équipe de recherche a suggéré un mécanisme moléculaire expliquant comment le schéma de marche simple et les mouvements sophistiqués observés chez les tétrapodes terrestres ont émergé au cours de l’évolution.

Cette recherche a été dirigée par le professeur Baek Myung-In du Département des sciences du cerveau, DGIST et a été menée en collaboration avec des équipes de recherche de l’Université nationale de Séoul et de la faculté de médecine de l’Université de New York. Son importance est qu’il a présenté le mécanisme moléculaire de l’évolution des réseaux nerveux moteurs liés à la marche en rassemblant des capacités de recherche spécialisées dans les domaines de la biologie comparative, de la génomique et de la neurobiologie.

Le professeur Baek Myung-in du Département des sciences du cerveau a déclaré : « Il existe des formes de marche à la fois simples et sophistiquées, et il s’agit d’une découverte révolutionnaire qui suggère le mécanisme moléculaire de la façon dont ces formes sont apparues au cours du long processus évolutif.