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Certains de nos gènes nous viennent de bactéries par transfert horizontal

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De nombreux animaux ont acquis des gènes provenant de micro-organismes de leur environnement. Ce transfert horizontal de gènes a été démontré dans une étude portant sur 12 espèces de drosophiles, 4 de nématodes et 10 de primates, dont l'Homme.

Notre génome contiendrait des gènes étrangers venant d’autres espèces. © Andy Leppard, Flickr, CC BY 2.0

En génétique, le transfert vertical de gènes décrit la transmission des gènes parentaux à la descendance, alors que le transfert horizontal désigne un mouvement de gènes entre espèces différentes. Ce transfert horizontal, ou latéral, de gènes est bien connu dans le monde des unicellulaires chez qui il peut expliquer la rapidité à laquelle une bactérie évolue, par exemple en devenant résistante à des antibiotiques.

Chez les organismes pluricellulaires, il existe aussi des exemples de transfert horizontal de gènes. Ainsi, le puceron vert du pois aurait récupéré chez un champignon le matériel génétique permettant la biosynthèse de caroténoïdes. Autre exemple : le transfert du génome de la bactérie Wolbachia à Drosophila ananassae. Si le transfert horizontal de gènes joue un rôle important dans l'évolution de certains animaux, l'idée qu'il ait lieu chez des animaux complexes comme des humains est encore débattu. Le transfert horizontal de gènes apparaît encore comme très peu fréquent chez les animaux, et notamment les vertébrés.

Dans cet article paru dans Genome Biology, des chercheurs ont examiné en détail les transferts horizontaux de gènes qui auraient eu lieu chez 26 espèces : 12 de drosophiles, 4 de nématodes et 10 de primates, dont l'Homme. Ils ont étudié les alignements de gènes pour estimer s'ils étaient susceptibles d'être « étrangers », mais aussi pour dater leur acquisition.

Le puceron vert du pois a pris des genes à un champignon par transfert horizontal. © Shipher Wu, flickr, cc by nc sa 2.0

Le transfert horizontal de gènes participe à l’évolution des espèces

Les analyses suggèrent que les drosophiles et les nématodes ont continué à acquérir des gènes étrangers lors de leur évolution, tandis que les primates en ont relativement peu gagné depuis leur ancêtre commun. Parmi les gènes acquis par transfert horizontal, certains pouvaient être impliqués dans le métabolisme, d'autres étaient liés aux réponses immunitaires et d'autres intervenaient dans la modification des protéines et les activités anti-oxydantes. Les organismes susceptibles d'avoir transféré les gènes étaient des bactéries, des protistes, des virus et des champignons.

Chez les humains, les chercheurs ont trouvé au moins 33 nouveaux exemples de gènes acquis horizontalement. La majorité des transferts horizontaux de gènes des primates étaient anciens et auraient eu lieu entre l'ancêtre commun des Cordés et l'ancêtre commun des primates. Une des conséquences de cette étude concerne l'analyse des génomes : en effet, dans leurs résultats de séquençage, les scientifiques retirent souvent les séquences bactériennes, en supposant qu'il s'agit de contaminations... Mais est-ce si sûr désormais ?

Les chercheurs en concluent que le transfert horizontal de gènes a eu lieu et continue à se produire chez les métazoaires. Pour Alastair Crisp, de l'université de Cambridge, principal auteur de ces travaux, « c'est la première étude à montrer l'étendue à laquelle le transfert horizontal de gènes a lieu chez les animaux, donnant naissance à des dizaines ou des centaines de gènes "étrangers" actifs. De manière surprenante, loin d'être un événement rare, le transfert horizontal de gènes semble avoir contribué à l'évolution de nombreux animaux, et peut-être tous. Le processus est toujours en cours, ce qui signifie que nous pourrions avoir besoin de ré-évaluer ce que nous pensons de l'évolution ».

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