Santé

Le génome du python pour mieux comprendre les maladies humaines

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Les serpents sont des animaux assez exceptionnels. Pour la première fois, le génome complet de deux espèces vient d'être dévoilé. Si l'analyse permet de mieux saisir leur évolution, les auteurs y voient également la possibilité de mieux comprendre et donc guérir des maladies humaines.

Le python birman est l'un des plus gros serpents du monde. Originaire d'Asie du Sud-Est, il a été introduit en Floride où il cause de nombreux dégâts. Mais l'étude de son génome pourrait nous en apprendre davantage sur nos propres maladies. © Patrick Jean, Muséum d'histoire naturelle de Nantes, DP

Ils ont perdu les quatre membres que leurs ancêtres possédaient, ont réduit la taille d'un de leurs poumons, ont vu leurs organes et leur squelette s'allonger, sont parfois venimeux... Les serpents dénotent très nettement des autres vertébrés, avec lesquels ils partagent pourtant de nombreux gènes. Cette évolution interpelle les scientifiques, comme Todd Castoe (université du Texas à Arlington), qui cherchent à comprendre par quels mécanismes ces reptiles rampants se sont ainsi transformés.

Ce chercheur, épaulé de 38 collègues, a voulu décortiquer le génome du python birman (Python molurus bivittatus), tant ce serpent constricteur asiatique est exceptionnel. Au repos l'essentiel du temps, son métabolisme se met en branle et devient 40 fois plus actif lors de ses trois à cinq repas annuels. Certains de ses organes (cœur, rein, foie, intestins) grossissent de 35 à 150 % en l'espace de deux jours seulement, avant de retrouver leur taille originelle une fois la digestion terminée.

Les biologistes ont donc séquencé le génome de ce python, et ont observé les modifications génétiques qu'entraîne la prise alimentaire au niveau du cœur, du rein, du foie et de l'intestin grêle, grâce à des mesures réalisées juste avant le repas, un jour ou quatre jours après. Leurs conclusions, étonnantes, sont publiées dans les Pnas. Les chercheurs eux-mêmes ont été stupéfaits de voir l'ampleur du nombre de gènes touchés : la moitié d'entre eux changent leur activité de manière significative dans les 48 heures suivant le début du repas.

Lorsque le python birman se nourrit, il n'hésite pas à s'attaquer à des proies à sa taille, qu'il avale entières, la tête la première. Pour réussir une telle performance, son corps s'adapte, grâce à un très fort changement dans l'expression des gènes.

Lorsque le python birman se nourrit, il n'hésite pas à s'attaquer à des proies à sa taille, qu'il avale entières, la tête la première. Pour réussir une telle performance, son corps s'adapte, grâce à un très fort changement dans l'expression des gènes. © Karunakar Rayker, Wikipédia, cc by sa 2.0

Gènes de python qui pourraient en dire long sur des maladies humaines

La plupart des gènes concernés ont leurs équivalents humains. Et chez nous, ceux-ci sont souvent associés au métabolisme, au développement, ainsi qu'à des maladies. Les auteurs expliquent donc qu'une meilleure compréhension de la génétique de ce serpent pourrait nous aider à voir certaines pathologies sous un jour nouveau. Parmi les troubles visés, les maladies métaboliques, les ulcères, le syndrome de malabsorption, l'hypertrophie cardiaque, la maladie de Crohn ou une baisse d'efficacité des organes. Voire certains cancers, car l'étude cite par exemple un changement dans l'activité du gène Gab1, qui jouerait un rôle dans les mélanomes, les leucémies infantiles ou dans le cancer du sein.

Dans la même édition du journal, d'autres scientifiques ont publié cette fois un article sur le génome du cobra royal (Ophiophagus hannah), le plus gros serpent venimeux du monde. Leur analyse portait davantage sur les protéines toxiques contenues dans leur venin.

Au passage, les deux équipes de recherche en ont profité pour regarder de plus près les 7.442 gènes retrouvés en un seul exemplaire chez ces serpents, avant de les comparer avec leurs homologues existant chez les autres vertébrés. Les traces de sélection naturelle concernent plusieurs centaines de ces séquences génétiques, codant pour les caractéristiques spécifiques aux serpents. Ils portent en plus les marques d'une évolution rapide. D'autres génomes de serpents devraient être décrits dans les années à venir : ils apporteront sûrement de nouvelles informations sur l'origine de ces étranges animaux... et nous éclaireront peut-être sur des moyens de lutter contre nos propres maladies.

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