Tous nos gènes ne proviennent pas de nos ancêtres - certains sont «étrangers», selon une nouvelle étude

Les scientifiques ont découvert d'autres preuves que l'évolution pourrait être un processus plus fluide que nous le pensons. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Biologie du génome, une équipe décrit comment ils ont découvert que certains gènes chez l'homme et d'autres animaux entraient dans le génome, non pas verticalement à partir d'ancêtres, mais horizontalement à partir de micro-organismes cohabitant.
Les chercheurs ont découvert près de 150 gènes du génome humain qui ne provenaient pas de nos ancêtres, mais par transfert horizontal à partir d’espèces donneuses telles que les bactéries.

La vision traditionnelle de l'évolution est que la lutte pour survivre influence la manière dont les gènes des organismes individuels sont transmis aux nouvelles générations grâce à la sélection naturelle de Darwin.

Et une hypothèse à cet égard est que c'est l'ensemble des gènes de l'organisme - le génome de l'individu - seul qui change sous cette pression, et transmet aux générations futures «l'avantage concurrentiel» sous la forme de mutations.

Mais les découvertes récentes - en particulier en ce qui concerne les espèces cohabitantes - commencent à remettre en cause ce point de vue et suggèrent que les limites de la transmission des gènes au cours de l’évolution ne sont pas aussi claires que nous pourrions le penser.

Par exemple, dans le journal Science En juillet 2013, des scientifiques de l'université Vanderbilt de Nashville, TN-O., ont montré - après avoir étudié les guêpes et leurs microbes intestinaux - que ce n'est pas seulement l'organisme hôte mais l'hôte accompagné de son microbiome qui évolue.

Les gènes «étrangers» peuvent pénétrer «latéralement» dans le génome des animaux par transfert horizontal

Et maintenant, une nouvelle étude de l'Université de Cambridge au Royaume-Uni suggère que des gènes "étrangers" peuvent pénétrer dans le génome des humains et d'autres animaux "latéralement" - par transfert horizontal de micro-organismes cohabitant dans le même environnement.

Les chercheurs montrent non seulement que cela s'est produit dans le passé, mais que dans certaines lignées, le processus est toujours en cours.

Le transfert de gènes horizontal en tant que source d’avantage concurrentiel n’est pas une idée nouvelle - il existe de nombreuses preuves qu’il se produit dans les bactéries et autres micro-organismes. Par exemple, il est bien connu que ce type d'échange de gènes est un facteur de résistance aux antibiotiques.

On pense également que l'échange de gènes joue un rôle dans l'évolution de certains animaux. Les nématodes, par exemple, ont acquis des gènes de micro-organismes et de plantes. Certains insectes peuvent digérer les baies de café grâce aux enzymes codées par les gènes acquis par leurs ancêtres à partir de bactéries.

Mais l’idée que le transfert de gènes horizontal se produit chez des animaux plus complexes comme les humains et les primates est plus controversée.

L'auteur principal de la nouvelle étude, Alastair Crisp, du Département de génie chimique et de biotechnologie de Cambridge, affirme que leur étude est la première à montrer que le transfert de gènes horizontal est très répandu chez les animaux et les humains. .

Il note que loin d'être rare, il semble que le transfert de gènes horizontal "a contribué à l'évolution de nombreux animaux, peut-être tous, et que le processus est en cours".

"Nous devrons peut-être réévaluer notre conception de l'évolution", ajoute-t-il.

Près de 150 gènes humains ont été acquis par transfert horizontal d'autres espèces

Pour leur étude, l'équipe a étudié les génomes de quatre espèces de vers nématodes, 12 espèces de mouches des fruits et 10 espèces de primates, y compris l'homme.

Ils ont comparé la qualité des gènes de chacun des génomes d'une espèce aux gènes similaires des génomes des autres espèces. À partir de cela, ils pourraient estimer la probabilité qu'ils soient d'origine étrangère et depuis combien de temps ils ont été acquis.

Ils ont trouvé 17 gènes connus chez l'homme, acquis par transfert horizontal, et ont identifié 128 autres qui n'étaient pas connus.

L'un des gènes - le gène ABO qui détermine le groupe sanguin - a également été confirmé comme acquis par les vertébrés lors du transfert horizontal de gènes. La plupart des gènes étaient liés à des enzymes impliquées dans le métabolisme.

Certains des gènes supposés être arrivés dans le génome humain par transfert horizontal sont impliqués dans le métabolisme des molécules de graisse et des acides aminés, dans divers processus immunitaires, dans la modification des protéines et dans l'activité antioxydante.

Bactéries, l'un des donneurs les plus communs de gènes transférés horizontalement

L'équipe a également identifié l'origine des gènes transférés horizontalement. Les donneurs les plus courants étaient les bactéries et un autre type de micro-organisme appelé protiste. D'autres gènes provenaient de champignons et ils ont également découvert que les virus avaient donné plus de 50 gènes aux primates.

Leurs analyses suggèrent que si les mouches des fruits et les nématodes ont continué à acquérir des gènes étrangers par transfert horizontal tout au long de leur évolution, les humains et les autres primates ont acquis relativement peu de gènes depuis leur ancêtre commun.

Cependant, les auteurs disent également qu’ils ont peut-être sous-estimé l’étendue réelle du transfert horizontal de gènes chez les animaux et notent que le transfert entre organismes complexes est également plausible et déjà connu dans certaines relations hôte-parasite.

Ils notent que leur étude a également des implications plus larges pour la recherche sur le séquençage du génome. Par exemple, de nombreuses études excluent les preuves de gènes bactériens des résultats, car les chercheurs supposent qu’ils sont arrivés à ce stade par contamination.

Co-auteur, le Dr Chiara Boschetti, également du Département de génie chimique et de biotechnologie de Cambridge, explique:

"Il est important de dépister la contamination lorsque nous effectuons le séquençage du génome, mais notre étude montre que nous ne devrions pas ignorer le potentiel de séquences bactériennes faisant véritablement partie du génome d’un animal provenant du transfert horizontal de gènes."

Le Conseil européen de la recherche a financé l'étude.

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