Selon de nouvelles recherches, la “matière noire” génétique pourrait être à l’origine de l’émergence de nouvelles espèces.
Ces longues étendues répétitives du génome, appelées satellites ADNSelon l’étude, vous pouvez finalement empêcher les animaux incompatibles de s’accoupler en mélangeant les chromosomes de vos bébés hybrides. Et si les animaux de différentes populations ne peuvent pas s’accoupler, ils divergeront avec le temps, conduisant à la spéciation.
Seulement 1% Sur les 3 milliards de lettres, ou nucléotides, du génome humain, ils produisent les protéines qui déterminent des traits tels que la couleur et la taille des yeux. D’autres segments d’ADN peuvent indiquer au corps le nombre de copies d’une protéine à fabriquer, ou activer ou désactiver des gènes dans différents tissus, entre autres fonctions. Pourtant, près de 10 % du génome humain est constitué de longues séquences répétitives d’ADN satellite qui, pendant de nombreuses années, ne pensaient pas que les scientifiques feraient grand-chose, a déclaré le co-auteur de l’étude Madhav Jagannathan, actuellement professeur adjoint à l’ETH Zurich. . Institut suisse de biochimie.
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“Les répétitions d’ADN satellite étaient très abondantes dans l’espèce et ont été largement observées dans eucaryotes, “ou des formes de vie avec des noyaux cellulaires, a déclaré Jagannathan à Live Science dans un e-mail.” Malgré cela, ils ont été en grande partie jetés comme ADN indésirable. »
Cependant, dans un Étude 2018, Jagannathan, alors au Massachusetts Institute of Technology (MIT), et son ancien conseiller postdoctoral, la biologiste Yukiko Yamashita, également au MIT, ont découvert qu’une partie de cet ADN servait un objectif essentiel : il organise l’ADN au sein du noyau d’une cellule. Cette étude a révélé que certaines protéines saisissent les molécules d’ADN et les organisent en faisceaux de chromosomes étroitement emballés appelés chromocentres. Ils ont découvert que l’ADN satellite indique à ces protéines accrochées comment regrouper et organiser les chromosomes.
Dans l’étude la plus récente, publiée le 24 juillet dans la revue Molecular Biology and Evolution, Jagannathan et Yamashita ont découvert une autre fonction de l’ADN satellite : conduire la spéciation. L’équipe étudiait la fertilité des espèces de mouches des fruits. Drosophila melanogaster. Lorsque les chercheurs ont retiré un gène qui code pour une protéine appelée prod, qui se lie à l’ADN satellite pour former des chromocentres, les chromosomes des mouches se dispersent hors du noyau. Sans la capacité d’organiser correctement les chromosomes, les mouches sont mortes.
C’était fascinant, a déclaré Jagannathan, car la protéine retirée est unique à D. melanogaster. Cela signifiait que ces séquences d’ADN satellites à évolution rapide devaient également contenir des protéines à évolution rapide qui se lient à elles.
Pour tester cette idée, Jagannathan a soulevé D. melanogaster des femelles avec des mâles d’une espèce différente, Drosophila simulans. Sans surprise, les hybrides n’ont pas vécu longtemps. Lorsque les chercheurs ont examiné les cellules de la mouche, ils ont vu des noyaux difformes avec de l’ADN dispersé dans les cellules, tout comme ils l’avaient fait lorsqu’ils avaient retiré la protéine prod lors d’expériences précédentes.
Alors pourquoi cela signifie-t-il que l’ADN satellite pourrait conduire à la spéciation ? L’équipe soupçonne que si l’ADN satellite évolue rapidement et que deux créatures produisent des protéines satellites de liaison à l’ADN différentes, elles ne produiront pas de progéniture saine. Étant donné que les protéines de liaison au chromocentre et les segments d’ADN satellite évoluent différemment dans des populations ou des espèces distinctes, cette incompatibilité pourrait survenir assez rapidement.
Pour tester cette hypothèse, ils ont muté des gènes satellites de liaison à l’ADN, ce qui a entraîné une incompatibilité chez les deux parents. Lorsqu’ils ont réécrit les génomes des mouches pour qu’ils soient compatibles, ils ont produit des hybrides sains.
De tels désaccords sur l’ADN satellite pourraient être un facteur majeur dans l’évolution de nouvelles espèces, soupçonne Jagannathan. Il espère que d’autres recherches pourront tester son modèle d’incompatibilité hybride avec d’autres espèces. En fin de compte, cette recherche pourrait amener les scientifiques à sauver des hybrides « condamnés », ou des hybrides qui ne survivent pas longtemps après la naissance. Cela pourrait ouvrir la voie à l’utilisation de l’hybridation comme méthode de sauvetage d’espèces en danger critique d’extinction, comme le rhinocéros blanc du nord, dont seulement deux femelles survivent.
En fin de compte, la nouvelle recherche a confirmé l’intuition de Jagannathan que l’ADN satellite avait un but.
“Je pensais qu’il n’y avait aucun moyen que l’évolution soit aussi inutile”, a déclaré Jagannathan.
Publié à l’origine sur Live Science.
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