Les chercheurs ont découvert que les vers en crin de cheval manipulent leurs insectes hôtes à l’aide de gènes acquis auprès des hôtes eux-mêmes, mettant ainsi en lumière le rôle du transfert horizontal de gènes dans l’évolution.
Une équipe dirigée par Tappei Mishina du Centre RIKEN de recherche sur la dynamique des biosystèmes (BDR) a découvert que les parasites manipulent leurs hôtes en utilisant des gènes volés qu’ils ont probablement acquis grâce à un phénomène appelé transfert horizontal de gènes. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Biologie actuelle.
Parasites et comportement de l’hôte
De nombreux parasites manipulent le comportement de leurs hôtes pour assurer leur survie et leur capacité à se reproduire. Les vers de crin de cheval présentent l’un des exemples les plus sophistiqués de ce type de contrôle du comportement. Les vers de crin naissent dans l’eau et utilisent des insectes aquatiques comme les éphémères pour faire du stop jusqu’à la terre ferme, où ils restent bien serrés jusqu’à ce qu’ils soient mangés par des insectes terrestres tels que des grillons ou des mantes.
Une fois qu’un ver de crin atteint ces hôtes, il commence à se développer et manipule le comportement de l’hôte. Le ver de crin de cheval mature incite finalement l’hôte à sauter dans l’eau, souvent jusqu’à sa mort ultime, afin qu’il puisse accomplir sa mission vitale et se reproduire.
Accords les vers des cheveux de cheval utilisent les mantes comme hôtes définitifs. Après avoir mûri chez les mantes, ils manipulent leurs hôtes pour pénétrer dans les plans d’eau où se reproduisent les parasites. Crédit : Takuya Sato
Des études antérieures ont suggéré que les vers de crin détournent les voies biologiques de leurs hôtes et augmentent leur mouvement vers la lumière, ce qui amène les hôtes à s’approcher de l’eau. Les scientifiques pensent que cela est possible grâce à des molécules qui imitent celles du système nerveux central de l’hôte, mais la manière exacte dont ces parasites ont développé ce type de mimétisme moléculaire reste un mystère.
Expression génétique et manipulation de l’hôte
Pour répondre à cette question, les chercheurs ont analysé l’expression des gènes du corps entier dans un Accords ver de crin de cheval avant, pendant et après avoir manipulé son hôte mante. Ils ont découvert plus de 3 000 gènes de vers à cheveux qui étaient davantage exprimés lorsque les hôtes étaient manipulés, et 1 500 gènes de vers à cheveux qui étaient moins exprimés. D’un autre côté, l’expression des gènes dans le cerveau des mantes n’a pas changé et, en fait, ne pouvait pas être distinguée de celle trouvée chez les mantes non infectées. Ces résultats indiquent que les vers en crin de cheval produisent leurs propres protéines pour manipuler le système nerveux de leurs hôtes.
Les chercheurs ont ensuite effectué des recherches dans une base de données sur les protéines pour explorer les origines des gènes qui Accords les vers en crin de cheval sont utilisés pour manipuler les mantes. « Il est frappant de constater que bon nombre des gènes des vers de crin qui pourraient jouer un rôle important dans la manipulation de leurs hôtes étaient très similaires aux gènes des mantides, ce qui suggère qu’ils ont été acquis par transfert horizontal de gènes », explique Mishina. Le transfert horizontal de gènes est un processus biologique dans lequel les gènes sont transférés d’un organisme à un autre, mais pas par reproduction. Cela peut avoir des conséquences évolutives importantes, permettant aux organismes d’acquérir rapidement de nouveaux gènes ou fonctions, les aidant potentiellement à s’adapter à de nouveaux environnements ou modes de vie.
Mimétisme moléculaire et évolution
Une analyse plus approfondie a soutenu l’idée selon laquelle le mimétisme moléculaire observé dans le Accords Les vers en crin de cheval sont probablement le résultat d’un transfert horizontal de gènes à partir de mantes. En particulier, plus de 1 400 Accords Les gènes du ver de crin de cheval correspondaient à ceux des mantes, mais étaient absents ou très différents de ceux des mantes. espèces de vers de crin de cheval qui n’utilisent pas d’hôtes mantes. Les auteurs concluent que les nombreux gènes de mimétisme qu’ils ont identifiés sont probablement le résultat de multiples événements de transfert horizontal de gènes provenant de diverses espèces de mantides au cours de l’évolution des vers des cheveux. Ces gènes, particulièrement ceux associés à la neuromodulation, à l’attraction pour la lumière et aux rythmes circadiens, semblent jouer un rôle dans la manipulation de l’hôte.
Le transfert horizontal de gènes est l’un des principaux moyens par lesquels les bactéries évoluent pour résister aux antibiotiques. Mishina pense qu’à mesure que nous trouverons davantage d’exemples de transfert horizontal de gènes entre organismes multicellulaires, nous comprendrons mieux ce phénomène ainsi que l’évolution en général. « Les nombreux cas de transfert horizontal de gènes que nous avons découverts chez le ver des cheveux peuvent constituer un bon modèle d’étude », explique Mishina. « En utilisant ce modèle, nous espérons identifier les mécanismes sous-jacents au transfert horizontal de gènes et faire progresser notre compréhension de l’adaptation évolutive. »
