Les chercheurs ont découvert une diversité significative dans la famille des gènes TAS1R, responsable de la perception du goût chez les vertébrés. Cette découverte, issue d’une étude pangénomique, met en lumière l’histoire évolutive des récepteurs du goût et a des applications potentielles dans le développement d’aliments spécialisés pour diverses espèces animales.
Une étude à l’échelle du génome a révélé une diversité substantielle dans l’évolution des récepteurs gustatifs chez les vertébrés.
La perception du goût est un sens essentiel qui joue un rôle clé dans la distinction entre les aliments nourrissants et les toxines potentielles. Ceci est illustré par notre préférence pour les saveurs sucrées et salées, qui correspondent aux besoins de l’organisme en glucides et en protéines. En raison de son importance évolutive, les scientifiques du monde entier explorent les origines et le développement des récepteurs gustatifs au fil du temps. Comprendre ces aspects du comportement alimentaire de divers organismes contribue à une compréhension plus large de l’histoire de la vie sur notre planète.
L’un des goûts importants de notre palette gustative est l’umami, ou goût savoureux, associé aux protéines qui constituent un élément essentiel de l’alimentation de nombreux organismes. Le récepteur du goût de type 1 (T1R) détecte les goûts sucrés et umami chez les mammifères. Ce récepteur du goût est codé par le TAS1R, une famille de gènes, comprenant TAS1R1, TAS1R2 et TAS1R3et vient d’un ancêtre commun des os vertébrés. Cependant, ce modèle génétique n’est pas observé chez les poissons cœlacanthes et cartilagineux, où les espèces sont « taxonomiquement non placées ». TAS1R des gènes ont été identifiés, suggérant une compréhension incomplète de l’histoire évolutive des récepteurs du goût.
Découverte de nouveaux groupes TAS1R
Cependant, une équipe de recherche dirigée par le professeur agrégé Hidenori Nishihara de l’université de Kindai et le professeur Yoshiro Ishimaru de l’université Meiji au Japon a identifié cinq nouveaux groupes jusqu’alors inconnus au sein du groupe. TAS1R famille. Cette découverte est le résultat d’une étude pangénomique des vertébrés à mâchoires, y compris tous les principaux groupes de poissons.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université Kindai a identifié cinq nouveaux groupes de récepteurs umami et de goût sucré au sein de la famille TAS1R (TAS1R 4, 5, 6, 7 et 8) ainsi que la diversité des gènes TAS1R2 et TAS1R3. Crédit : Hidenori Nishihara de l’Université Kindai
L’étude a été publiée dans Écologie et évolution de la nature le 13 décembre 2023 et comprenait les contributions du professeur adjoint principal Yasuka Toda de l’université Meiji, du professeur Masataka Okabe de l’école de médecine de l’université Jikei, du professeur Shigehiro Kuraku de l’Institut national de génétique et du professeur associé du projet Shinji Okada de l’université de Tokyo.
« Notre étude a révélé que par rapport à la plupart des vertébrés modernes, l’ancêtre vertébré possédait plus de T1R. Ces découvertes remettent en question le paradigme selon lequel seuls trois membres de la famille T1R ont été conservés au cours de l’évolution », explique le professeur Nishihara.
Les nouveaux gènes des récepteurs du goût, nommés TAS1R4, TAS1R5, TAS1R6, TAS1R7 et TAS1R8 par les chercheurs, ont été classés en fonction de leur répartition parmi espèces avec un ancêtre commun. Les chercheurs ont découvert TAS1R4 gènes présents chez les lézards, les axolotls, les poissons-poumons, les cœlacanthes, les bichirs et les poissons cartilagineux, mais absents chez les mammifères, les oiseaux, les crocodiliens, les tortues et les poissons téléostéens.
La clé de couleur indique les noms des différents membres du T1R. Les cercles pleins et colorés sur les branches indiquent la présence des membres de TAS1R, tandis que les cercles ouverts indiquent leur absence. Les pointes de flèche au-dessus des cercles ouverts indiquent que le membre du TAS1R a été perdu à la succursale. Crédit : Hidenori Nishihara de l’Université Kindai
De plus, l’axolotl, les poissons-poumons et le cœlacanthe se sont révélés avoir TAS1R5. Les chercheurs ont observé une relation évolutive étroite entre TAS1R5, TAS1R1, et TAS1R2, indiquant une ascendance partagée entre ces gènes. Les poissons cartilagineux possèdent TAS1R6 exclusivement. Les chercheurs ont notamment découvert que TAS1R6 évolué à partir du même gène ancestral qui a conduit à TAS1R1, TAS1R2et TAS1R5 gènes. Alors que l’axolotl et les lézards possèdent TAS1R7, les bichirs et les poumons possèdent TAS1R8. Les chercheurs ont déterminé que ces deux gènes provenaient de l’ancêtre commun des vertébrés à mâchoires.
Diversité et duplication dans les gènes TAS1R
En plus de ces nouveaux gènes, l’étude a révélé une diversité dans les gènes existants TAS1R gènes. Par exemple, ils ont constaté que TAS1R3 des vertébrés osseux pourraient être divisés en TAS1R3A et TAS1R3B. TAS1R3A était présent dans tétrapodes et les poumons, tandis que TAS1R3B a été identifié chez les amphibiens, les poissons-poumons, les cœlacanthes et les poissons à nageoires rayonnées. De plus, l’enquête génomique a révélé TAS1R2 s’être diversifié en deux groupes distincts (TAS1R2A et TAS1R2B), remettant en question l’idée conventionnelle selon laquelle TAS1R2 forme un seul groupe de gènes.
«Nous avons constaté que le TAS1R L’arbre phylogénétique comprend un total de 11 TAS1R clades, révélant une diversité génétique inattendue », ajoute le professeur Nishihara.
Les résultats suggèrent également que le premier TAS1R Le gène est apparu chez les vertébrés à mâchoires il y a environ 615 à 473 millions d’années. Le gène a ensuite subi plusieurs duplications pour produire neuf gènes de récepteurs du goût (TAS1R1,2A, 2B, 3A, 3B, 4, 5, 7, et 8) chez l’ancêtre commun des vertébrés osseux. Au fil du temps, certains de ces gènes ont été perdus dans différentes lignées, les mammifères et les téléostéens n’en conservant que trois. TAS1R (TAS1R1, TAS1R2Aet TAS1R3A chez les mammifères).
En plus de faire la lumière sur l’histoire évolutive, les résultats ont également des applications pratiques. En nous expliquant cela, le professeur Nishihara déclare : « Ces résultats nous permettent de déduire plus facilement les préférences gustatives de divers vertébrés. Ceci, à son tour, peut avoir des applications potentielles telles que le développement d’aliments pour animaux de compagnie et d’attractifs adaptés aux préférences des poissons, des amphibiens et des reptiles.
