Des chercheurs de l’Université de Bologne ont découvert un réseau de gènes liés à la longévité chez les mollusques bivalves, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur les mécanismes génétiques de l’allongement de la durée de vie. Cette étude révolutionnaire suggère une base moléculaire commune pour la longévité entre différentes espèces animales.
Pendant des centaines d’années, la quête de la légendaire « fontaine de jouvence » a symbolisé le désir de longévité de l’humanité. À l’époque moderne, cette quête a trouvé un nouveau souffle dans le domaine scientifique, notamment avec l’avènement des technologies avancées de séquençage du génome. Ces innovations permettent aux chercheurs d’approfondir les fondements génétiques qui régissent le vieillissement et le potentiel d’une espérance de vie plus longue.
Dans une nouvelle étude récemment publiée dans Biologie et évolution du génome, des chercheurs de l’Université de Bologne ont porté leur attention sur un groupe improbable de créatures : les mollusques bivalves, un groupe qui comprend les palourdes, les moules, les huîtres et les pétoncles. Ces animaux marins et d’eau douce présentent une étonnante espérance de vie, de 1 an à plus de 500 ans, ce qui en fait des sujets idéaux pour enquêter sur les secrets de la longévité.
Les résultats de la nouvelle étude ont révélé un réseau de gènes qui évoluent différemment chez les bivalves à longue durée de vie et à courte durée de vie, dont beaucoup sont associés à la longévité chez d’autres animaux. Les analyses proposées ici suggèrent un cadre moléculaire partagé pour une longévité prolongée dans diverses lignées animales.
Un nouvel angle sur le vieillissement : les bivalves comme organismes modèles
Les études antérieures sur le vieillissement, la longévité et la sénescence se sont largement concentrées sur les humains et quelques animaux modèles. Selon ces études, le vieillissement est largement dû à l’accumulation de dommages cellulaires au fil du temps. Au niveau génomique, ces dommages sont dus à une augmentation des mutations des acides nucléiques (c’est-à-dire des erreurs de réplication), à des modifications de l’architecture nucléaire et au raccourcissement des télomères.
Au niveau protéomique, ces processus entraînent la perte de protéases et l’accumulation d’erreurs qui affectent le repliement des protéines. Malheureusement, les études sur le vieillissement ont largement négligé d’autres organismes à longue durée de vie, un oubli que les co-auteurs Mariangela Iannello, Giobbe Forni et leurs collaborateurs ont cherché à rectifier.
«Cela m’a toujours fasciné que certains bivalves espèces vivre extrêmement longtemps », déclare Iannello. « Quand j’ai réalisé que personne n’avait jamais étudié cette longévité exceptionnelle dans le cadre de l’évolution moléculaire, j’ai su que nous devions commencer à étudier la longévité de ces animaux. »
Les chercheurs ont exploité les ressources transcriptomiques de 33 espèces de bivalves pour étudier les mécanismes potentiels à la base de la durée de vie exceptionnellement longue de quatre bivalves : Arctique islandica, Margaritifera margaritifera, Elliptio complanataet Lampsilis siliquoidea. Parmi eux, le quahog océanique A. islandica détient le record de l’espèce animale non coloniale ayant la plus longue durée de vie, soit 507 ans, tandis que les autres ont une durée de vie maximale de 150 à 190 ans.
Découvrir les secrets génétiques de la longévité
À l’aide de cet ensemble de données, les scientifiques ont recherché des gènes ayant évolué différemment : en termes de taux d’évolution, d’acides aminés et d’acides aminés. acide substitutions et signatures de sélection positive – chez les bivalves à longue durée de vie par rapport à ceux à courte durée de vie. Gènes liés au ADN la réponse aux dommages, la régulation de la mort cellulaire et des voies apoptotiques, les réponses cellulaires aux stimuli abiotiques et la tolérance à l’hypoxie ont toutes montré des schémas d’évolution convergents parmi les espèces à longue durée de vie. Curieusement, les protéines présentant une évolution convergente chez les bivalves à longue durée de vie ont présenté plus d’interactions physiques et fonctionnelles que prévu, ce qui suggère qu’elles sont biologiquement connectées.
Pour de nombreuses protéines de ce réseau d’interactions, des études expérimentales ont déjà démontré un rôle dans la longévité et la sénescence chez d’autres animaux. « Ce que je trouve le plus excitant », déclare Iannello, « c’est que de nombreux gènes de ce réseau avaient déjà été associés à la longévité chez d’autres espèces. Une implication importante de cette découverte est qu’une prolongation de la durée de vie peut impliquer des facteurs génétiques communs à des espèces très éloignées.
En plus de ces facteurs communs de longévité, l’étude a identifié des protéines du réseau dont le rôle dans la longévité n’a pas encore été confirmé. Par exemple, trois gènes impliqués dans la protéostasie (c’est-à-dire le repliement, le chaperon et le maintien de la fonction des protéines) ont été identifiés, ce qui suggère qu’une manipulation plus efficace des protéines endommagées ou mal repliées pourrait être associée à une vie plus longue chez les bivalves. Iannello note : « Nous pensons que ces gènes sont de nouveaux candidats passionnants à tester pour leur rôle dans l’augmentation de la durée de vie, non seulement chez les bivalves, mais également chez d’autres espèces. »
Orientations futures et implications plus larges
Les auteurs de l’étude prévoient de continuer à s’appuyer sur ces résultats grâce à des recherches comparatives supplémentaires. Selon Iannello, « les résultats obtenus dans ce travail nous ont donné envie d’explorer la longévité chez davantage d’espèces. En particulier, nous aimerions étudier si les signaux évolutifs des gènes ayant un rôle potentiel dans la longévité sont partagés d’une manière ou d’une autre entre des espèces à longue durée de vie appartenant à différents groupes taxonomiques. Toutefois, de telles enquêtes ne sont peut-être pas simples.
« Un processus complexe et multifactoriel tel que la longévité est certainement difficile à analyser, car il nécessite une manipulation approfondie du Big Data et de multiples approches complémentaires et intégratives », explique Iannello. « D’un autre côté, la disponibilité croissante des données omiques nous permettra d’explorer des espèces qui n’ont jamais été considérées dans ce contexte auparavant, ce qui contribuerait grandement à faire progresser la recherche sur le vieillissement. »
Même si les mécanismes à l’origine de l’allongement de la durée de vie restent loin d’être complètement compris, les organismes non modèles à longue durée de vie peuvent fournir des informations uniques et précieuses sur le vieillissement et la longévité. Par exemple, dans une autre étude récente de Biologie et évolution du génomedes chercheurs de l’University College Dublin ont analysé les gènes associés à la longévité humaine chez 37 mammifères placentaires, y compris des espèces à longue durée de vie telles que le rat-taupe nu et la grande chauve-souris à oreilles de souris.
L’étude a révélé une corrélation entre une durée de vie plus longue et la duplication des gènes de longévité. Même si certains peuvent être sceptiques quant au transfert de connaissances entre espèces très éloignées, par exemple entre les bivalves et les humains, Iannello souligne : « La science a une longue histoire de recherche axée sur les taxons les plus disparates qui ont profondément influencé notre compréhension de la biologie humaine. Je pense que, notamment dans le domaine du vieillissement, nous avons beaucoup à apprendre du monde naturel qui nous entoure.
