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Le premier séquençage génétique de la vipère brésilienne est terminé

Publicado em 16 agosto 2021

Por Patrice

Un groupe dirigé par des chercheurs de l’Institut Butantan et financé par la Fondation de recherche de São Paulo, la FAPESP a achevé le premier séquençage du génome d’un serpent brésilien. L’étude est rapportée dans un article publié dans la revue PNAS. Cela suggère que les neuf gènes qui codent pour les toxines produites par la vipère jararacienne Bothrops jaraaca proviennent probablement de gènes qui avaient des fonctions différentes dans l’espèce ancestrale.

“En séquençant le génome du serpent, nous avons identifié des marqueurs qui nous ont permis de comparer les gènes de toxines avec des gènes de même position dans les génomes d’autres animaux, tels que les serpents sans venin, les lézards et les amphibiens. Nous avons trouvé neuf des 12 gènes de toxines dans le jararaca comme étant très similaires à ceux occupant la même position dans l’ADN de ces autres espèces. Nous avons conclu que la plupart des gènes de toxines provenaient probablement d’éléments qui existaient déjà dans la même partie du génome de l’ancêtre commun à tous ces animaux, ” a déclaré Inácio Junqueira de Azevedo, chercheur à l’Institut Butantan et dernier auteur de l’article.

Azevedo est chercheur principal au Centre de recherche sur les toxines, la réponse immunitaire et la signalisation cellulaire (CeTICS), l’un des Centres de recherche, d’innovation et de diffusion (RIDC) financés par la FAPESP.

“Ces gènes avaient des fonctions physiologiques chez l’ancêtre commun de toutes ces espèces. À un moment donné, ils ont probablement commencé à jouer un rôle similaire aux gènes de toxines ou ont été sélectionnés pour cette voie et ont perdu leurs fonctions d’origine. Notre étude a localisé des éléments qui aideront les scientifiques à comprendre le l’évolution des toxines et les mécanismes qui ont conduit au recrutement de certains gènes pour remplir cette nouvelle fonction dans la production de venin”, a déclaré Diego Dantas Almeida, premier auteur de l’article. L’étude a été menée pendant son doctorat. recherche soutenue par la FAPESP.

Le séquençage a également montré que deux gènes qui codent pour des toxines importantes provenaient probablement d’une duplication. Dans tout organisme, un gène évolue normalement plus librement et finit par remplir des fonctions différentes lorsqu’une copie remplit ses fonctions d’origine.

Chez le jararaca, les copies ont dû être soumises à une pression sélective pour produire deux familles de toxines qui expliquent l’essentiel de l’action du venin : les métalloprotéinases de venin de serpent (SVMP) et les phospholipases A2 (PLA2). On pensait déjà que la plupart des gènes qui codent les toxines chez ce serpent provenaient de cette manière. Il a été impossible de déterminer l’origine d’une seule des 12 familles de gènes qui codent ses toxines.

« Nous avons pu montrer que des gènes « ancestraux » non toxiques existent dans ces deux familles. Ils sont toujours présents dans l’ADN, juste à côté des gènes de toxines. Les gènes ancestraux ont complètement disparu des autres familles. Ils ont probablement transformés en gènes de toxines », a déclaré Vincent Louis Viala, co-auteur de l’article et ancien récipiendaire d’une bourse postdoctorale de la FAPESP.

Effort de recherche

Le groupe de l’Institut Butantan a commencé à séquencer le génome de ce serpent en 2013. B. jararaca est responsable d’une grande partie des accidents de morsure de serpent au Brésil et est l’un des serpents les plus étudiés pour cette raison. Le séquençage a produit les informations fondamentales sur les origines de son venin qui leur manquaient jusqu’alors.

En plus d’améliorer la connaissance des gènes d’un organisme, le séquençage de son génome les assemble dans le bon ordre. C’est l’une des parties les plus complexes de la tâche car le séquençage génère une grande quantité de données, qui doivent être traitées à l’aide d’outils informatiques.

Ce n’est que ces dernières années, après avoir combiné plusieurs méthodes, que le groupe a réussi à assembler le génome de manière satisfaisante, avec la collaboration de chercheurs de l’Ohio State University aux États-Unis. La séquence complète du génome est disponible en ligne pour quiconque souhaite l’étudier.

Le projet a apporté des réponses à plusieurs autres questions clés. En 2009, une analyse par des chercheurs japonais de certains gènes de la toxine de Protobothrops flavoviridis, qui appartient à la même famille que le jararaca (Viperidae), a suggéré que le gène qui code la toxine VEGF-F, également présent chez le serpent brésilien, résultait probablement de duplication du gène VEGF-A. Le groupe brésilien a maintenant montré qu’il est plus probable qu’il provienne d’une famille de gènes différente connue dans la littérature scientifique sous le nom de « PGF-like ».

Le groupe a également rassemblé plus de preuves que les peptides potentialisateurs de bradykinine (BPP), qui sont à la base du médicament antihypertenseur captopril, provenaient probablement du gène CNP, qui code pour les peptides natriurétiques de type C présents chez d’autres vertébrés, y compris les humains.

“L’étude illustre la nécessité d’identifier le contexte dans lequel les gènes sont insérés afin de comprendre correctement leur origine et leur évolution”, a déclaré Azevedo.

Les chercheurs travaillent maintenant sur des versions plus raffinées du génome du jararaca et de ceux d’autres familles de serpents venimeux, dans l’espoir de trouver de nouvelles toxines et de les lier à des protéines pertinentes dans la physiologie d’autres organismes.

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Plus d’information:

Diego Dantas Almeida et al, Suivi du recrutement et de l’évolution des toxines de serpent en utilisant le contexte évolutif fourni par le génome de Bothrops jararaca, Actes de l’Académie nationale des sciences (2021). DOI : 10.1073/pnas.2015159118

Citation: Le premier séquençage génétique de la vipère brésilienne est terminé (2021, 16 août) récupéré le 16 août 2021 sur https://phys.org/news/2021-08-genetic-sequencing-brazilian-pit-viper.html

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