Le génome des tortues, « clé » pour comprendre l'évolution des vertébrés

Le génome des tortues élucidé est un élément supplémentaire qui apportera des informations précieuses et de nouvelles clés pour connaître l'évolution des vertébrésselon une étude récemment publiée dans Genome Research.

Des scientifiques de l'UAB et de l'Iowa State University ont rassemblé le génomes de deux espèces inédites de tortues à cou caché. Les résultats, qui ont révélé une nouvelle structure tridimensionnelle du génome dans le groupe phylogénétique des reptiles, des oiseaux et des mammifères, contribueront au développement de stratégies de conservation plus efficaces pour les tortues et à l'étude de l'évolution du génome et de l'organisation chromosomique dans le vertébrés.

L'étude a été dirigée par les chercheuses Aurora Ruiz-Herrera (UAB) et Nicole Valenzuela (Iowa State University), avec la participation du personnel de l'Institut de biologie évolutive (CSIC-UPF) et de l'Earlham College. Publié dans Genome Research, il met en évidence le rôle important de la chromatine (la structure tridimensionnelle dans laquelle le matériel génétique est replié et emballé dans le noyau cellulaire) dans la régulation de la fonction, des gènes et leur impact sur l'évolution et la spéciation.

Étudier l'évolution des vertébrés

Les chercheurs ont assemblé de novo (sans modèle de référence préalable) le génome complet de deux espèces de tortues cryptodiranes, communément appelées tortues à cou court, combinant les technologies de séquençage et d’expression des gènes.

Il s'agit de deux lignées dans lesquelles les chromosomes sexuels ont évolué indépendamment: l'un avec des chromosomes XX/XY (le type que possèdent les humains et les autres mammifères) et l'autre avec des chromosomes ZZ/ZW (présents chez les oiseaux et les papillons).

En outre, ils ont identifié un nouveau conformation tridimensionnelle de la chromatine dans les deux lignées: au-delà des événements de fusion et de fission dans les génomes linéaires, ils ont détecté un schéma de repliement chromosomique qui permet des interactions entre centromères et télomères. Les résultats fournissent de nouveaux indices sur la structure 3D de la chromatine chez les amniotes, un groupe phylogénétique auquel appartiennent les reptiles, les oiseaux et les mammifères.

« Nous suggérons que le motif divergent trouvé chez les tortues Il provient d'un état existant chez l'ancêtre des amniotes qui présentait une configuration nucléaire avec des associations étendues entre ses chromosomes. Ces associations ont été préservées lors du réarrangement linéaire du génome chez les tortues et autres vertébrés », explique Nicole Valenzuela, chercheuse au Département d'écologie, d'évolution et de biologie des organismes de l'Université d'État de l'Iowa.

« Les résultats élargissent nos connaissances sur l'évolution des chromosomes sexuels et fournissent une base solide pour de futures recherches sur le sujet. Evolution du génome et organisation des chromosomes chez les vertébrés», souligne Aurora Ruiz-Herrera, professeur et chercheuse au Département de biologie cellulaire, physiologie et immunologie et à l'Institut de biotechnologie et biomédecine (IBB) de l'UAB.

Un modèle clé pour les recherches futures

Dans l'article, les chercheurs soulignent que l'étude du génome de la tortue fournit des informations cruciales qui pourraient transformer notre compréhension de la biologie et de l’évolution. Leur longévité et leur résistance aux maladies en font un modèle unique pour les études scientifiques allant de la biomédecine à la conservation des espèces. Le décryptage de son génome est essentiel pour identifier les gènes responsables de ces traits, et pourrait permettre des progrès en médecine humaine, notamment dans des domaines tels que vieillissement et résistance aux maladies.

De plus, le génome des tortues offre une fenêtre unique sur l'évolution : ces espèces de reptiles existent depuis plus de 250 millions d'années, ce qui signifie qu'elles ont survécu à des événements d'extinction massive et Ils ont su s'adapter à divers environnements. L'étude de leur ADN permet de mieux comprendre les mécanismes d'adaptation et de survie, essentiels à la conservation des tortues elles-mêmes mais aussi d'autres espèces menacées.

« Les nouveaux assemblages générés sont désormais ajoutés à cette liste et reflètent l'importance du Des ressources génomiques de haute qualité pour l’avancement de la biologie évolutive et le développement », conclut Aurora Ruiz-Herrera.

Il est essentiel de garder à l'esprit que les premiers assemblages de génomes de tortues Ils ont été publiés il y a plus de dix ans. Depuis lors, douze assemblages génomiques de chéloniens ont été rapportés et dans neuf d'entre eux, la séquence de leurs gènes a été entièrement identifiée.