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Les tardigrades sont des animaux microscopiques qui vivent dans tous les environnements humides, des fonds océaniques au sommet de l'Himalaya. Invisibles à l'oeil nu, ces organismes aussi appelés "oursons d'eau" sont capables de résister à des stress extrêmes tels que le vide spatial, les très hautes pressions, des températures extrêmes ou les radiations.
Considérés comme les êtres vivants les plus résistants sur Terre, ces petits animaux de moins de 1 mm attisent la curiosité des scientifiques qui étudient leurs propriétés remarquables et leurs 41,1% de gènes uniques qui n'existent chez aucune autre famille d'organismes vivants.
Ainsi, la protéine Dsup (pour Damage suppressor), du même nom que l'un de ces gènes uniques dont elle est issue, est capable de protéger l'ADN des tardigrades du stress oxydatif, et en particulier des radiations et des radicaux libres. Cette découverte avait déjà été exploitée avec succès pour rendre des cellules humaines plus résistantes aux radiations.
Mais une question était née de cette étude: que se passerait-il si Dsup était exprimée dans un organisme entier ? Pour y répondre, des chimistes et des biologistes du CNRS, de l'INSERM et de l'Université de Montpellier ont introduit le gène Dsup dans le génome de Caenorhabditis elegans (C. elegans), un petit vers de 1mm largement utilisé comme modèle de génétique quantitative, entre autres dans les recherches sur le vieillissement.
Grâce à une méthode d'insertion précise du gène, ils ont ainsi généré des vers exprimant Dsup sans modifier leur croissance, fertilité ou comportement. Ces vers se sont révélés résistants aux rayons X et aux stress oxydants comme le peroxyde d'hydrogène. Dsup semble agir non pas en activant les mécanismes classiques de défense cellulaire, mais en réduisant directement la quantité de radicaux libres, ces molécules instables qui endommagent les cellules.
Le plus étonnant: les vers exprimant Dsup vivent plus longtemps. Et cela, sans déclencher les voies génétiques habituelles liées à la longévité, comme celle de la protéine FOXO/DAF-16, ni perturber la reproduction. Mieux encore, l'équipe montpelliéraine a observé que Dsup diminue la consommation d'oxygène par les mitochondries, les centrales énergétiques de la cellule, sans altérer leur structure, ce qui suggère une modulation fine du métabolisme.
Un spécimen de petit vers C. elegans peut être modifié génétiquement en introduisant dans son génome le gêne Dsup du tardigrade. La protéine Dsup exprimée par ce gène chez le vers protège son ADN, réduit le stress oxydatif et prolonge sa vie. Un gène unique de tardigrade, venu d'ailleurs, aux effets puissants sur la survie cellulaire.
© Simon Galas, Myriam Richaud & Aymeric Bailly
Ce travail, publié dans la revue Science Advances, ouvre une nouvelle voie dans l'étude du vieillissement. Pour la première fois, l'introduction d'un gène issu d'une autre espèce permet d'allonger la durée de vie d'un animal sans effets secondaires majeurs. Dsup pourrait bien être un nouvel outil pour comprendre, et peut-être un jour contrôler, les mécanismes du vieillissement cellulaire.
Rédacteur: AVR