Le sang d’un tuatara comme celui-ci a révélé une première génétique pour un vertébré: le reptile a deux manuels d’instructions distincts pour l’ADN mitochondrial

Le tuatara ressemblant à un lézard était déjà un étrange Ses super pouvoirs incluent une durée de vie d’un siècle, une résistance à de nombreuses maladies et une tolérance unique (pour un reptile) au froid Il s’avère qu’une partie du manuel d’instructions génétiques de l’animal est aussi étrange que son cycle biologique – et peut aider à expliquer sa capacité à résister à des températures extrêmes.

Les Tuatara ont deux exemplaires distincts du manuel d’instructions pour l’ADN mitochondrial, rapportent les chercheurs le 29 janvier dans Biologie des communications

“Il s’agit de la première preuve d’une copie supplémentaire complète du génome mitochondrial chez un vertébré”, déclare Chris Schneider, herpétologue à l’Université de Boston non impliqué dans l’étudeD’autres vertébrés n’ont qu’une seule copie d’un génome mitochondrial Les moules sont le seul autre animal jamais trouvé à en avoir deux

Les mitochondries sont de minuscules usines d’énergie, et leur matériel génétique, généralement hérité de la mère, est essentiel au fonctionnement des cellules Des études récentes montrent que l’ADN mitochondrial joue un rôle majeur dans le vieillissement et divers cancers humains, ainsi que dans les maladies métaboliques, musculaires et neurogénératives (SN: 24/10/12) L’étude des génomes mitochondriaux d’autres animaux pourrait offrir des indices sur le fonctionnement interne de la maladie humaine, selon les chercheurs

“Le génome mitochondrial est beaucoup plus important que les gens ne le pensent, étant donné son association avec le vieillissement et la maladie”, déclare Robert Macey, génomicien au Peralta Genomics Institute d’Oakland, en Californie. «Comment cela fonctionne chez un animal qui vieillit lentement dans un environnement frais pourrait nous dire quelque chose d’important sur le fonctionnement des mitochondries.”

Les efforts pour décoder la composition génétique des tuatara ont commencé en 2012, avec le lancement du projet Tuatara Genome dirigé par Neil Gemmell, biologiste évolutionniste à l’Université d’Otago à Dunedin, Nouvelle-Zélande Après avoir obtenu la bénédiction des Maoris pour échantillonner le sang du reptile (les tuatara sont un taonga (trésor spécial) pour les Maoris), l’équipe a constaté que son génome était 50% plus grand que le génome humain (SN: 8/5/20 )

Cette découverte a conduit à une exploration plus approfondie de la partie mitochondriale du génome La plupart des techniques qui déchiffrent ou séquencent l’ADN le découpent en petits morceaux, le «lisent», puis réassemblent les morceaux Cela donne un aperçu haute résolution des pièces de puzzle individuelles En pilotant une nouvelle technique de lecture de longs segments d’ADN, le laboratoire de Macey a séquencé le génome mitochondrial du tuatara d’un seul coup, montrant sa structure globale. La technique, appelée Oxford Nanopore, “est sans aucun doute l’avenir du séquençage de gènes, que nous pouvons séquencer des molécules entières en un seul pop!” Macey dit

Dan Mulcahy, biologiste moléculaire à la Smithsonian’s Global Genome Initiative à Washington, DC, et Macey réfléchissaient aux données lorsque Mulcahy se souvient avoir dit: «Je pense qu’il peut y avoir deux génomes mt!

La révélation est venue de la comparaison à la fois des pièces du puzzle hachées et de la structure générale, et en remarquant que des sections de la même partie de l’ADN mitochondrial présentaient des différences frappantes dans leurs séquences génétiques – comme la façon dont les notes de la chanson pourraient être arrangées différemment par deux compositeurs différents La variation souleva des sourcils; L’ADN mitochondrial est généralement hérité uniquement de l’ovule de la mère, de sorte que les scientifiques s’attendaient à voir une seule copie du génome mitochondrial, pas deux copies comme ils le verraient dans l’ADN nucléaire, hérité à la fois de la mère et du père.

Ensemble, les scientifiques ont minutieusement assemblé deux génomes mitochondriaux entièrement fonctionnels Ils ont trouvé que les génomes différaient par un éclatant 104 pour cent En comparaison, les génomes mitochondriaux humains et chimpanzés diffèrent de 89 pour cent «La disposition des gènes des tuatara ne ressemble à aucun autre vertébré», dit Mulcahy

Lorsque Laura Urban, génomiciste à l’Université d’Otago, a analysé quels ensembles de gènes différaient entre les deux génomes, elle a remarqué des changements dans ceux liés au métabolisme. Le métabolisme cellulaire d’un animal s’ajuste pour l’aider à faire face aux extrêmes environnementaux Le double génome mitochondrial pourrait donner aux tuatara une flexibilité dans la façon dont leur métabolisme réagit aux températures extrêmes, selon les scientifiques

“Le tuatara possède le génome mitochondrial le plus compliqué que j’aie jamais vu”, dit Macey Trouver la base génétique des exploits métaboliques de l’animal pourrait clarifier la fonction du génome mitochondrial et aider à trouver des traitements pour les maladies métaboliques humaines.

R Macey et coll. La preuve de deux génomes mitochondriaux coexistants profondément divergents dans les Tuatara révèle une organisation génomique extrêmement complexe Biologie des communications Publié en ligne le 29 janvier 2021 doi: 101038 / s42003-020-01639-0

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Titre associé :
– Les Les tuatara de type lizard portent deux génomes mitochondriaux distincts
L’ensemble supplémentaire de gènes de tuatara ressemblant à un lézard& peut aider ils tolèrent le froid

Source: https://www.sciencenews.org/article/lizard-like-tuatara-mitochondrial-genomes-cold-tolerance

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