La structure de la façon dont l’ADN est stocké dans les archées fait une différence significative dans la rapidité avec laquelle il évolue, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université de l’Indiana.
L’étude, dirigée par le biologiste moléculaire Stephen Bell, professeur émérite et président du département de biochimie moléculaire et cellulaire du Collège des arts et des sciences de l’Université de l’Indiana (IU) Bloomington, a récemment été publiée dans Microbiologie naturelle. Ses découvertes pourraient avoir un impact sur la recherche sur le traitement des maladies génétiques telles que le cancer.
« La chose la plus excitante que nous ayons révélée est l’idée que la forme d’une molécule d’ADN peut affecter sa capacité à changer », a déclaré Bell. « Au début du 20e siècle, l’architecture moderniste avait l’idée que la forme d’un bâtiment devait suivre sa fonction. Mais ce que nous voyons dans ces organismes, c’est qu’au fil du temps, la forme affecte en fait l’évolution. La façon dont l’ADN est structuré peut le changer. , créant une boucle de rétroaction évolutive. »
Les archées, micro-organismes unicellulaires découverts dans les années 1970, sont l’un des trois domaines de la vie sur Terre, que les scientifiques utilisent pour classer toutes les formes de vie. Les deux autres domaines sont les bactéries et les eucaryotes, qui comprennent les mammifères et les humains. Archaea est peut-être le domaine le plus ancien des trois.
« Vous pouvez considérer les archées comme des fossiles moléculaires », a déclaré Bell. « Les étudier, c’est comme entrer dans une machine à voyager dans le temps et regarder en arrière environ 2 milliards d’années. »
Recherches antérieures de Bell et de ses collaborateurs IU, Rachel Samson, chercheuse adjointe au Département de biochimie moléculaire et cellulaire; et Naomichi Takemata, chercheur postdoctoral au laboratoire de Bell, a découvert que certaines espèces d’archées organisent leurs chromosomes, qui stockent l’ADN, en deux compartiments.
Pour cette nouvelle étude, Catherine Badel, chercheuse postdoctorale au laboratoire Bell, Samson et Bell ont mesuré les taux de mutation des chromosomes chez 11 espèces d’un certain genre d’archaea. Leur analyse a démontré que l’ADN d’un compartiment, où il était stocké de manière plus compacte, changeait à un rythme beaucoup plus rapide que l’autre compartiment.
La découverte est importante, a déclaré Bell, car la compréhension de la forme et de la fonction de l’ADN peut aider les chercheurs à mieux comprendre toutes les formes de vie, y compris les humains. Ces connaissances pourraient un jour aider les chercheurs à améliorer les traitements des maladies génétiques ou d’autres erreurs génétiques.
« Nous devons comprendre comment quelque chose fonctionne avant de pouvoir comprendre comment le réparer quand quelque chose ne va pas », a-t-il déclaré.
Cette recherche s’appuie sur des travaux antérieurs de Bell et de ses collaborateurs, qui, dans une étude précédente, ont trouvé des similitudes entre les chromosomes humains et archées.
Catherine Badel et al, L’organisation des chromosomes affecte l’évolution du génome chez Sulfolobus archaea, Microbiologie naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41564-022-01127-7