Une étude réalisée par un groupe de chercheurs de l’Université du Kentucky en collaboration avec des scientifiques de quatre autres pays a été publiée dans Nature. Leur étude s’intitule « Le génome de la myxine et l’évolution des vertébrés« .
Jeramiah Smith, Ph.D., professeur au Département de biologie du Collège des arts et des sciences, a collaboré avec un groupe de recherche international pour reconstituer le génome de la myxine et mieux comprendre l’évolution précoce des vertébrés.
La myxine est un type de poisson sans mâchoire qui vit généralement dans les eaux profondes de l’océan, loin de la lumière du soleil. Ce sont des charognards qui jouent un rôle important dans les écosystèmes marins. Ces étranges créatures sont peut-être mieux connues pour leur capacité à produire d’énormes quantités de bave pour se protéger des prédateurs. La myxine et la lamproie sont les seuls poissons sans mâchoire survivants.
Qu’est-ce que ces poissons insolites apportent à la science ? Leur matériel génétique a aidé des chercheurs comme Smith, ainsi que les chercheurs postdoctoraux Nataliya Timoshevskaya, Ph.D., et Vladimir Timoshevskiy, Ph.D., à dresser un tableau complet de l’évolution du génome des vertébrés et à améliorer notre compréhension de la manière dont la vaste collection de gènes avec nos propres génomes sont nés.
Ce travail développe les recherches antérieures de Smith sur le génome des lamproies.
« Dans ce projet, nous avons analysé le génome de la myxine brune pour aider à résoudre certaines questions difficiles sur l’évolution précoce des vertébrés », a déclaré Smith. « Nous savons que cela s’est accompagné d’une série d’événements anciens de polyploïdisation, un changement génétique au cours duquel plus que les deux ensembles habituels de chromosomes se retrouvent dans les cellules. »
En étudiant la myxine brune, les chercheurs ont pu résoudre de nouveaux détails sur les événements de duplication du génome, antérieurs à l’origine des vertébrés modernes (animaux dotés d’une colonne vertébrale ou d’une colonne vertébrale) il y a environ 500 millions d’années, chez les vertébrés avec ou sans mâchoire.
L’équipe de chercheurs a également comparé les génomes de la myxine et de la lamproie pour souligner les changements génétiques séparant les deux poissons sans mâchoire et la biologie unique de la myxine.
« Au fil du temps, la myxine a perdu les gènes liés au développement d’organes comme les yeux et le cartilage », a déclaré Smith. « Cependant, nous avons constaté que la myxine a également élargi quelques familles de gènes, notamment des gènes producteurs de mucus. »
Parce que la myxine a évolué il y a des millions d’années, Smith a déclaré que les méthodes conventionnelles pour étudier l’histoire de l’évolution, ou phylogénétique, n’ont pas donné aux chercheurs les réponses qu’ils recherchaient.
« Nous avons utilisé le génome de la myxine et une nouvelle approche axée sur la phylogénétique à l’échelle des chromosomes pour résoudre pleinement cette histoire des polyploïdies vertébrées anciennes », a déclaré Smith. « Ce faisant, nous avons également pu identifier, pour la première fois, une collection de gènes qui sont également régulés par une forme naturelle de génie génétique dans » l’élimination programmée de l’ADN « de la myxine, où certains gènes sont supprimés au cours du développement.
« La reconstruction de l’histoire génomique précoce des vertébrés fournit une base précieuse pour comprendre d’où proviennent la plupart des gènes chez les humains et les autres animaux, et comment fonctionnent les génomes en général », a déclaré Smith. « Cette recherche explore également plus en détail l’évolution des vertébrés et nous donne l’occasion d’en apprendre davantage sur nos ancêtres profonds. »
Plus d’information:
Ferdinand Marlétaz et al, Le génome de la myxine et l’évolution des vertébrés, Nature (2024). DOI : 10.1038/s41586-024-07070-3