Gènes égoïstes dangereux : nouvelle étude
Les recherches publiées par le Stowers Institute for Medical Research comprennent des informations importantes sur la façon dont un gène égoïste dangereux fonctionne et survit.
Selon les auteurs des travaux, la recherche sur les gènes égoïstes pourrait un jour être utilisée pour lutter contre les maladies, en particulier celles qui peuvent être transmises entre les insectes, les animaux et les humains.
Ces gènes sont décrits par les chercheurs comme « parasitaires ».
Les éléments géniques égoïstes sont des séquences de nucléotides, qui font partie des éléments constitutifs de l’acide désoxyribonucléique (ADN) ou de l’acide ribonucléique (ARN) qui se répliquent dans le génome.
Bien que minuscules, ces génomes sont capables de tuer un organisme, disent les chercheurs.
POISONS ET ANTIDOTES
L’étude publiée la semaine dernière s’appuie sur des recherches antérieures sur un gène conducteur trouvé dans la levure, une sorte de gène égoïste qui peut se répliquer à des taux plus élevés que la plupart des autres gènes, mais ne procure aucun avantage à l’organisme.
Appelé « wtf4 », ce gène est capable de produire une protéine toxique qui peut détruire toute la progéniture.
Pour la paire de chromosomes cellulaires d’un parent donné, le « drive » n’est atteint que lorsque wtf4 se trouve uniquement sur un chromosome.
En conséquence, il n’y a un sauvetage que de la progéniture qui hérite de l’allèle « drive ». son allèle est l’une des deux versions ou plus de la séquence d’ADN à un emplacement génomique donné, grâce à l’administration d’une dose d’une protéine similaire qui neutralise réellement le poison, appelé «antidote».
En termes plus simples, ces gènes sont capables d’empoisonner la progéniture environnante de manière à ce que seuls ceux qui sont similaires puissent survivre.
NOUVELLES DÉCOUVERTES
Cette nouvelle étude, publiée dans PLoS Genetics, a découvert comment le même gène égoïste utilise cette stratégie poison-antidote pour faciliter sa propre fonction, ainsi que son évolution à long terme.
Ce que les chercheurs basés aux États-Unis ont découvert, c’est que les différences dans le moment de la génération des protéines venimeuses et antidotes, et leurs modèles de distribution uniques dans le développement des spores font partie intégrante du processus de pulsion.
L’étude a impliqué des levures, pas des humains ou des animaux, mais ces spores sont des cellules reproductrices qui seraient l’équivalent d’un ovule ou d’un spermatozoïde.
Les chercheurs ont développé un modèle pour examiner plus en détail comment le poison fonctionne pour tuer la spore, et leurs résultats ont montré que les protéines toxiques se regroupent, perturbant potentiellement le bon repliement d’autres protéines essentielles au fonctionnement de la cellule.
Notamment, comme le gène wtf4 porte à la fois la position et l’antidote, l’antidote est si similaire dans sa forme qu’il se regroupe avec le poison.
L’antidote, cependant, a une partie supplémentaire que les chercheurs ont rapportée, qui semble isoler les grappes de poison-antidote en les dirigeant vers la vacuole, l’équivalent de la poubelle de la cellule.
Les chercheurs ont examiné le début du processus de formation des spores afin de découvrir comment les gènes égoïstes agissent pendant le processus de reproduction et ont découvert que la protéine toxique était présente dans toutes les spores en développement, ainsi que dans le sac qui les entoure, où elle n’était que visible à faible concentration.
Au fur et à mesure du développement, l’antidote a été amélioré dans les spores qui avaient hérité du wtf4 de la cellule de levure mère.
Grâce à cet examen, les chercheurs ont découvert que les spores qui héritaient du gène conducteur créaient plus de protéines antidotes à l’intérieur de la spore pour contrer le poison, assurant ainsi leur survie.
COMMENT LA RECHERCHE PEUT ÊTRE UTILISÉE
Cette compréhension plus approfondie de cette stratégie poison-antidote est importante pour les scientifiques qui étudient des domaines similaires, tels que ceux qui conçoivent des systèmes d’entraînement synthétiques pour la lutte contre les ravageurs pathogènes, tels que les moyens d’éradiquer les ravageurs nuisibles.
Une meilleure connaissance de cette dynamique pourrait conduire à mettre fin aux populations de ravageurs qui nuisent aux cultures, voire à l’homme, dans le cas des maladies à transmission vectorielle, qui sont des maladies causées par des virus, des bactéries ou des parasites transmis à l’homme par des animaux ou des insectes. .
« Il est assez dangereux pour un génome de coder une protéine qui a la capacité de tuer l’organisme », a déclaré la chercheuse associée de Stowers, SaraH Zanders, Ph.D., dans le communiqué de presse de l’étude. « Cependant, comprendre la biologie de ces éléments égoïstes pourrait nous aider à construire des moteurs synthétiques pour modifier les populations naturelles. »
Un autre exemple, de l’ancienne chercheuse prédoctorale Nicole Nuckolls, impliquait un ravageur spécifique.
« Si nous pouvions manipuler ces parasites à ADN pour les exprimer chez les moustiques et provoquer leur destruction, cela pourrait être un moyen de contrôler les espèces nuisibles », a déclaré Nuckolls.