Transferts horizontaux à haute fréquence chez les papillons
Publié par Adrien le 05/04/2019 à 08:00
Source: CNRS INEE
La génétique porte par définition sur l'hérédité, la transmission des caractères entre parents et descendants. Un phénomène vient pourtant perturber cette conception verticale: l'ADN peut occasionnellement sauter entre différente branches, parfois très éloignées, de l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une...) du vivant. A mesure que les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) génomiques s'accumulent, il devient évident que ce phénomène touche non seulement les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le...) et les archées, où il était connu de longue date, mais également les eucaryotes, y compris les animaux, dont la lignée germinale était pourtant supposée étanche à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) matériel exogène. A partir du séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides...) en masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du...) des éléments transposables au sein d'une communauté insulaire d'insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour...), une étude récemment publiée dans la revue PLoS Genetics révèle une haute fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans précision, on...) des évènements de transferts horizontaux d'ADN chez les papillons. Elle implique le laboratoire de Biométrie Et Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle...) Évolutive (LBBE - CNRS/Université Claude Bernard/Vetagro Sup) à Lyon, le laboratoire d'Écologie et Biologie des Interactions (EBI - Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) de Poitiers/CNRS) à Poitiers, et le laboratoire Évolution, Génomes, Comportement, Écologie (EGCE - Université paris-Sud/CNRS/IRD) de Gif sur Yvette.


Utetheisa pulchelloides, un papillon de la famille des Arctiidae, champion toute catégories du transfert horizontal d'éléments transposables (Wikipedia, License Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0)

Les éléments transposables (des segments d'ADN qui envahissent les populations en produisant des copies d'eux-mêmes au sein des génomes) sont évidemment les candidats numéro 1 au transfert horizontal: leur mobilité inhérente au sein des génomes pourraient-elle les rendre invasifs à plus grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte...) ? En effet, les démonstrations de transfert horizontaux d'éléments transposables s'accumulent à grande vitesse (On distingue :) ; l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure solaire » employé...) est maintenant à quantifier et comprendre les mécanismes moléculaires et écologiques de ce phénomène plus qu'à en démontrer l'existence.

Dans une étude parue le 13 février 2019 dans Plos Genetics, des chercheurs ont souhaité déterminer si les taux de transferts horizontaux se distribuaient de manière homogène au sein du grand arbre des arthropodes, et ce faisant, à identifier quels facteurs écologiques pourraient être impliqués. A partir de données génomiques de centaines d'espèces d'insectes et autres araignées, leurs analyses mettent en évidence un taux particulièrement élevé de transferts horizontaux chez les lépidoptères (les papillons au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement, suivi de...) large) et ce quel que soit la biologie des éléments transposables considérés.

On sait par ailleurs que de larges virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous la...) à ADN (les baculovirus) peuvent incorporer les éléments transposables de leurs hôtes et donc en constituer des vecteurs. Ces virus s'attaquent principalement aux papillons, chez qui ils sont bien connus pour leurs spectaculaires "manipulations" qui poussent les insectes à des comportements aberrants facilitant la transmission virale. Reste à tester l'hypothèse qui découle naturellement de ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation...) indépendantes: les baculovirus constituent-ils les principaux vecteurs d'éléments transposables chez les arthropodes, expliquant leur distribution à large échelle ?


Distribution des éléments transposables et de leurs transferts horizontaux, en relation avec la diversité phylogénétique des espèces échantillonnées. A partir du centre, la première couche d'information indique la présence des 3 éléments transposable étudiés (Copia, Jockey et Mariner), ainsi que leur diversité au sein des génomes. La seconde couche indique le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) estimé d'évènements de transferts horizontaux par espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou dont il existe une multitude...), mettant en évidence la fréquence élevée de ces événement chez les lépidoptères.

Référence

Reiss, D, Mialdea, G, Miele, V, de Vienne, DM, Peccoud, J, Gilbert, C, Duret, L & Charlat, S. 2019. Global survey of mobile DNA horizontal transfer in arthropods reveals Lepidoptera as a prime hotspot (Hot spot ou hotspot a deux sens.). PLOS Genetics.
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