Un consortium international a séquencé le génome de la myxine, comblant ainsi une lacune importante dans la recherche sur l’évolution des vertébrés. Cet ouvrage, publié dans Écologie et évolution de la nature, améliore la compréhension des duplications du génome chez les vertébrés et de leur impact sur l’évolution des structures physiologiques majeures. Crédit : Université de Malaga
Les chercheurs ont séquencé le génome de la myxine, fournissant ainsi des informations essentielles sur l’évolution des vertébrés et l’histoire de la duplication du génome.
Une équipe scientifique internationale composée de plus de 40 auteurs de sept pays différents, dirigée par le chercheur de l’Université de Malaga Juan Pascual Anaya, a réussi à séquencer le premier génome du myxini – également connu sous le nom de « myxine » – le seul grand groupe de vertébrés pour lequel il n’existait aucun génome de référence d’aucun de ses espèces encore.
Cette découverte, publiée aujourd’hui (12 janvier) dans la revue scientifique Écologie et évolution de la naturea permis de décrypter l’histoire évolutive des duplications du génome – nombre de fois qu’un génome est complètement dupliqué – survenues chez les ancêtres des vertébrés, un groupe qui comprend les êtres humains.
« Cette étude a des implications importantes dans le domaine évolutif et moléculaire, car elle nous aide à comprendre les changements dans le génome qui ont accompagné l’origine des vertébrés et leurs structures les plus uniques, telles que le cerveau complexe, la mâchoire et les membres », explique le scientifique du Département de Biologie Animale de l’UMA Pascual Anaya, qui a coordonné la recherche.
Ainsi, cette étude, qui a duré près d’une décennie, a été réalisée par un consortium international qui comprend plus de 30 institutions d’Espagne, du Royaume-Uni, du Japon, de Chine, d’Italie, de Norvège et des États-Unis, dont l’Université de Tokyo. , l’institut de recherche japonais RIKEN, l’Académie chinoise des sciences et le Centre de régulation génomique de Barcelone, entre autres.
Plus précisément, pour cette étude, le génome qui a été séquencé est celui du Eptatretus burgeri, qui vit dans le Pacifique, sur les côtes de l’Asie de l’Est. Pour y parvenir, les chercheurs ont généré des données jusqu’à 400 fois la taille de son génome, en utilisant des techniques avancées de proximité chromosomique et en parvenant à les assembler au niveau des chromosomes. Crédit : Université de Malaga
Lien écologique
Les myxini ou « myxines » sont un groupe d’animaux qui habitent les zones océaniques profondes. Connus pour la quantité de muqueuse qu’ils libèrent lorsqu’ils se sentent menacés – un sujet de recherche des entreprises cosmétiques – et, aussi, pour leur rôle de lien écologique dans les fonds marins – puisqu’ils sont des charognards et sont chargés d’éliminer, entre autres, les cadavres de baleines qui finissent au fond de la mer après leur mort.
Jusqu’à présent, leur génome n’avait pas été séquencé en raison de sa complexité, car ils sont composés d’un grand nombre de microchromosomes, eux-mêmes composés de séquences répétitives. À cela s’ajoute la difficulté d’accéder au matériel biologique.
« De plus, ces microchromosomes se perdent au cours du développement de l’animal, de sorte que seuls les organes génitaux conservent un génome entier », explique Juan Pascual Anaya.
Une équipe internationale dirigée par Juan Pascual Anaya a réussi à séquencer le génome des myxini (myxines), un groupe critique de vertébrés qui manquait auparavant de génome de référence. Crédit : Université de Malaga
Duplications du génome
Plus précisément, pour cette étude, en collaboration avec l’Académie chinoise des sciences, le génome qui a été séquencé est celui du Eptatretus burgeri, qui vit dans le Pacifique, sur les côtes de l’Asie de l’Est. Pour y parvenir, les chercheurs ont généré des données jusqu’à 400 fois la taille de son génome, en utilisant des techniques avancées – Hi-C – de proximité chromosomique et en parvenant à les assembler au niveau des chromosomes.
« C’est important car cela nous a permis de comparer, par exemple, l’ordre des gènes entre celui-ci et le reste des vertébrés, y compris les requins et les humains, et ainsi de résoudre l’un des débats ouverts les plus importants de l’évolution génomique : le nombre de duplications du génome, et quand celles-ci se sont produites lors de l’origine des différentes lignées de vertébrés », explique le scientifique de l’UMA, qui ajoute que grâce à cela, nous savons maintenant que l’ancêtre commun de tous les vertébrés est issu d’une espèce dont le génome a été complètement dupliqué une fois.
Plus tard, selon Pascual Anaya, les lignées qui ont donné naissance aux vertébrés mandibulaires et non mandibulaires modernes se sont séparées, et chacune d’elles a remultiplié son génome de manière indépendante : tandis que les premiers, qui incluent les humains, le dupliquaient, les seconds le triplaient.
Une équipe scientifique internationale composée de plus de 40 auteurs de sept pays différents, dirigée par le chercheur de l’Université de Malaga Juan Pascual Anaya, a réussi à séquencer le premier génome du myxini, également connu sous le nom de « myxine », la seule grande groupe de vertébrés pour lequel il n’existait pas encore de génome de référence pour aucune de ses espèces. Crédit : Université de Malaga
Impact évolutif
Une analyse de la fonctionnalité des génomes, basée sur des échantillons extrêmement rares d’embryons de myxini, réalisée dans le prestigieux laboratoire du professeur Shigeru Kuratani de RIKEN ; et une étude sur l’impact possible des duplications du génome sur chaque vertébré, développée en collaboration avec le professeur de Université de Bristol et membre de la Royal Society Phil Donoghue, complètent cette recherche multidisciplinaire essentielle à la compréhension de l’histoire évolutive des vertébrés, car elle fournit des perspectives sur les événements génomiques qui ont probablement conduit à l’apparition de caractéristiques importantes des vertébrés, telles que la structure du cerveau, organes sensoriels ou cellules de la crête neurale, parmi eux, une augmentation de la complexité régulatrice, c’est-à-dire un plus grand nombre d’interrupteurs qui activent/désactivent les gènes.
Juan Pascual Anaya est un scientifique du Département de biologie animale de l’Université de Malaga. Il étudie l’évolution de structures innovantes qui apparaissent dans différentes lignées animales, principalement les vertébrés, par exemple les cellules sanguines et le processus par lequel elles sont produites, ainsi que d’autres structures comme l’origine des pattes, des mains ou des mâchoires.
Il est titulaire d’un diplôme en biologie de l’Université de Malaga et d’un doctorat en génétique de l’Université de Barcelone (2010). Il a occupé un poste postdoctoral pendant 5 ans, jusqu’en 2015, au centre RIKEN au Japon, dans le laboratoire du professeur Shigeru Kuratani, où il est devenu indépendant en tant que chercheur scientifique permanent jusqu’en 2021, année où il est revenu à l’UMA en tant que senior. chercheuse du programme de bourse ‘Beatriz Galindo’.
