Magazine Quanta

27 octobre 2022

Un gène originaire des serpents a franchi à plusieurs reprises la barrière des espèces chez les grenouilles du monde entier. Les chercheurs tentent de comprendre pourquoi cela se produit bien plus souvent à Madagascar que partout ailleurs.

Idiomes fahmi

Écrivain collaborateur

27 octobre 2022

Perchée sur une feuille dans la forêt tropicale, la petite grenouille mantella dorée recèle un secret. Il partage ce secret avec la grenouille à langue fourchue, la grenouille roseau et une myriade d'autres grenouilles des collines et des forêts de la nation insulaire de Madagascar, ainsi qu'avec les boas et autres serpents qui s'en nourrissent. Sur cette île, dont de nombreuses espèces animales n'existent nulle part ailleurs, des généticiens ont récemment fait une découverte surprenante : le génome des grenouilles contient un gène, BovB, qui semble provenir de serpents.

Après avoir étudié les génomes des espèces de grenouilles et de serpents du monde entier, les scientifiques ont rapporté en avril dans un article paru dans Molecular Biology and Evolution que ce gène avait, d'une manière ou d'une autre, voyagé des serpents aux grenouilles au moins 50 fois sur toute la planète. Mais à Madagascar, il s'est inséré chez les grenouilles avec une promiscuité surprenante : 91 % des espèces de grenouilles échantillonnées là-bas en sont atteintes. Quelque chose semble faire de Madagascar un endroit exceptionnellement propice à la mobilité du gène.

Lorsque Atsushi Kurabayashi, professeur agrégé à l'Institut de biosciences et de technologie de Nagahama et auteur principal du nouvel article, a vu pour la première fois la version serpent du gène chez les grenouilles, il a été perplexe. Il a interrogé un collègue spécialisé en génomique à ce sujet, et celui-ci a immédiatement crié : « Ce doit être un transfert horizontal ! — le transfert d'un gène d'une espèce à une autre, par opposition à l'héritage vertical de gènes par un enfant d'un parent.

Cette explosion a envoyé Kurabayashi sur la piste d'un phénomène autrefois considéré comme extrêmement rare, bien que la montée en puissance d'un meilleur séquençage génomique amène les biologistes à réévaluer cette opinion. Et ce nouvel article, qui montre que le transfert horizontal de gènes peut être plus probable dans certains endroits que dans d’autres, complique encore plus l’histoire. Cela suggère que lorsqu’ils cherchent des explications aux transferts horizontaux, les chercheurs devront peut-être regarder au-delà des simples mécanismes génétiques pour s’intéresser aux contextes écologiques dans lesquels vivent les espèces. Les génomiciens ont encore du mal à comprendre à quel point les transferts horizontaux sont courants ou rares dans des organismes complexes, mais certains endroits, comme Madagascar, peuvent être des points chauds pour eux.

Recevez Quanta Magazine dans votre boîte de réception

Les chercheurs soupçonnent que la version du gène BovB trouvée chez les boas (au centre) et d'autres serpents de Madagascar pourrait être particulièrement apte à effectuer des transferts horizontaux. La grenouille roseau peinte (en haut) et la grenouille mantelle dorée (en bas) sont deux des nombreuses espèces de grenouilles qui ont acquis le BovB.

(de haut en bas) Bernard Dupont ; reptiles4all; Vladimir Wrangel

Les chercheurs soupçonnent que la version du gène BovB trouvée chez les boas (au centre) et d'autres serpents de Madagascar pourrait être particulièrement apte à effectuer des transferts horizontaux. La grenouille roseau peinte (à gauche) et la grenouille mantella dorée (à droite) sont deux des nombreuses espèces de grenouilles qui ont acquis le BovB.

(de gauche à droite) Bernard Dupont; reptiles4all; Vladimir Wrangel

Le transfert horizontal est courant chez les bactéries. Les nombreux organismes unicellulaires qui peuplent presque tous les recoins de la planète captent les gènes de leur environnement aussi facilement qu'une brosse à peluches ramasse les poils de chat. C'est l'une des raisons pour lesquelles la résistance bactérienne aux antibiotiques est répandue : les gènes protecteurs se transmettent facilement et la sélection naturelle garantit que les bactéries résistantes surpassent leurs voisines et transmettent leurs gènes à la génération suivante. Les bactéries échangent si facilement leurs gènes que certains scientifiques ont même proposé que les bactéries forment un réseau de vies liées plutôt qu'un arbre généalogique ramifié.

Les cellules des organismes eucaryotes comme les humains, les grenouilles et les serpents sont cependant différentes. Leur noyau cellulaire apparaît généralement comme une forteresse protégeant le génome. L'ADN est soigneusement enroulé et stocké dans la bibliothèque de cette citadelle, les enzymes appelant uniquement les gènes dont elles ont besoin à un moment donné. La cellule est dotée de sécurités intégrées pour éviter d’endommager son ADN et réparer l’usure. Si le génome est comme un manuscrit enluminé inestimable, ses bibliothécaires portent des épées.