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Un marsupial livre les secrets de son génome

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... en même temps que des indications précieuses sur l'histoire des mammifères et sur l'évolution en général.

Le mignon petit opossum américain Monodelphis domestica ne pèse que quelques grammes. C'est un mammifère marsupial, comme le kangourou. A la naissance, les jeunes, minuscules et incomplètement formés, gagnent une poche cutanée que porte la femelle, le marsupium. Ce n'est que l'un des particularités des marsupiaux qui les distinguent des autres mammifères, dits placentaires, avec lesquels ils ont divergé à partir d'un ancêtre commun il y a 180 millions d'années.

Considérés comme primitifs, ce qui ne veut pas dire grand-chose, ils restent assez mal connus. On attendait depuis quelque temps le séquençage du génome du petit opossum américain, qui ressemble tant à une souris. L'année dernière, des scientifiques en avaient déjà décrypté une partie. Une équipe internationale mené par Tarjei Mikkelsen et Kerstin Lindblad-Toh du Broad Institute (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts) ont été beaucoup plus loin en présentant une image presque complète du génome. Les surprises étaient au rendez-vous. Sur les 18 000 à 20 000 gènes (le chiffre n'est pas certain) qu'ils ont dénombrés, 15 000 sont communs à tous les mammifères.

Le petit opossum américain ressemble à une souris. Mais c’est un marsupial, aujourd’hui devenu une vedette chez les généticiens et les taxonomistes. Crédit : Phil Myers/University of Michigan

Quant aux différences, elles résident essentiellement dans ce que l'on appelle les parties non codantes de l'ADN. Ces étranges ajouts aux gènes habituels (qui contiennent le code des enzymes) ont longtemps été appelés « code poubelle », un terme que l'on évite aujourd'hui tant leur importance paraît grande. La fonction de cette partie du génome touche à la régulation des gènes. C'est donc manifestement à ce niveau que se sont déroulées les évolutions faisant aujourd'hui la différence entre les marsupiaux et les mammifères placentaires.

Si semblables et si différents…

Toujours dans le domaine de la régulation des gènes, notre petit opossum montre une différence remarquable avec les placentaires concernant l'inactivation d'un des deux chromosomes X chez les femelles. Chez les mammifères placentaires, en effet, un seul chromosome X s'exprime (ce qui signifie que les gènes qu'il porte sont effectivement utilisés), tandis que l'autre ne sert plus. Mais le choix semble se faire au hasard. En tout cas, il s'agit indifféremment du chromosome hérité du père ou de celui venant de la mère.

Chez l'opossum, c'est toujours le chromosome paternel qui est désactivé. Le mécanisme d'inactivation dans les cellules de mammifères placentaires repose sur un gène baptisé XIST, qui code pour un ARN chargé d'empêcher l'expression d'un des X. L'opossum n'a pas de gène XIST, ce qui fait dire aux chercheurs que ce procédé d'inactivation a été inventé par les placentaires après leur séparation d'avec la lignée aboutissant aux actuels marsupiaux.

Dernière surprise du Monodelphis : son système immunitaire est bien plus complexe que ce que l'on pensait, intégrant des fonctionnalités que l'on ne prêtait jusque-là qu'aux placentaires. Les chercheurs ont ainsi trouvé les gènes d'interleukines, d'interférons et de récepteurs caractéristiques des lymphocytes T chargés de combattre les corps étrangers.

Les gènes de ce petit animal ont donc de quoi faire réécrire quelques pages de la grande histoire des mammifères, que nous sommes encore loin de connaître profondément...