Le sébaste est au menu autour du Pacific Rim, pour la plupart avec peu de considération pour l’origine du poisson ou laquelle des 137 espèces est dans l’assiette – il est généralement identifié simplement comme sébaste ou, à tort, comme morue ou vivaneau rouge.
Mais ce poisson apparemment anonyme – parmi les vertébrés les furthermore anciens sur Terre – détient des indices sur les gènes qui déterminent la durée de vie et les avantages et les inconvénients de vivre additionally longtemps.
Dans une étude publiée cette semaine dans la revue Science, des biologistes de l’Université de Californie à Berkeley comparent les génomes de près des deux tiers des espèces connues de sébastes qui habitent les eaux côtières autour de l’océan Pacifique et découvrent certaines des différences génétiques qui sous-tendent leurs durées de vie très variables.
Certains sébastes, comme le sébaste calicot coloré (Sebastes dallii), vivent un peu moreover d’une décennie, tandis que le in addition ancien du style Sebastes – le sébaste aux yeux épineux (Sebastes aleutianus), que l’on peut trouver du Japon aux Aléoutiennes Îles – peuvent traîner sur le fond marin dans les eaux côtières froides et profondes pendant as well as de 200 ans.
Leur significant gamme de durées de vie, sans parler des différences de taille, de method de vie et de specialized niche écologique, que les scientifiques appellent leurs phénotypes, a évolué sur à peine 10 thousands and thousands d’années – l’une des radiations les moreover rapides parmi tous les poissons.
Pour découvrir les déterminants génétiques de la durée de vie des sébastes, les chercheurs ont obtenu des échantillons de tissus – et parfois des échantillons de dégustation – de 88 espèces et ont séquencé leurs génomes complets avec une technique de pointe connue sous le nom de séquençage Pacbio, ou SMRT.
Ils ont découvert une variété de gènes associés à une durée de vie moreover longue, bien que certains de ces gènes impliquent des variations à une vie moreover profonde et à une croissance furthermore grande, tous deux associés à une durée de vie accrue. Chez les mammifères, par exemple, les éléphants vivent as well as longtemps que les rats.
Les résultats mettent également en évidence les compromis d’une longue durée de vie, qui incluent des populations plus petites – quelque chose également observé chez les mammifères, avec des rats à vie courte dépassant largement les éléphants à vie longue.
“Dans cette étude, nous avons identifié à la fois les will cause génétiques et les conséquences de l’adaptation à une durée de vie extrême”, a déclaré l’auteur principal Peter Sudmant, professeur adjoint de biologie intégrative à l’UC Berkeley. “C’est très excitant de pouvoir regarder un groupe d’espèces et de voir comment leur phénotype a été façonné au fil du temps et les changements génétiques qui conduisent ce phénotype, et simultanément, remark ce phénotype se répercute et affect la diversité génétique de cette population..”
Sudmant reconnaît que bon nombre des voies biologiques que lui et son équipe ont trouvées associées à la durée de vie ont déjà été identifiées dans des études génétiques de la variation au sein d’une seule espèce animale, bien que cette étude implique plusieurs nouveaux gènes dans ces voies. Néanmoins, la variation naturelle au sein de ce genre de poisson qui a rayonné dans tout l’océan Pacifique encapsule de manière exceptional la plupart des nombreux facteurs génétiques qui influencent la durée de vie.
« Vous pouvez considérer le sébaste comme une sorte de tempête parfaite. À certains égards, à la fois au niveau individuel – avoir des poissons individuels capables de vivre très longtemps en raison des diversifications de taille et de profondeur – mais aussi simplement avoir tous ces différents espèces qui montrent ces différentes tendances », a-t-il déclaré. “C’est un ensemble parfait d’individus à regarder, là où d’autres personnes n’avaient qu’une seule espèce à regarder.”
L’étude a également des implications pour la compréhension de la durée de vie humaine. Sudmant et ses collègues ont découvert que les espèces à durée de vie in addition longue avaient furthermore de gènes de modulation immunitaire – en particulier, un groupe appelé butyrophilines – que les espèces à durée de vie in addition courte. Étant donné que le système immunitaire est impliqué dans la régulation de l’inflammation et que l’augmentation de l’inflammation a été impliquée dans le vieillissement humain, les résultats indiquent des gènes qui pourraient être des cibles thérapeutiques pour ralentir les dommages liés à l’âge dans le corps.
“Il y a une opportunité ici de regarder dans la character et de voir remark les adaptations naturelles ont façonné la durée de vie et de réfléchir à la façon dont ces mêmes kinds de gènes agissent dans notre propre corps”, a-t-il déclaré.
La taille et l’habitat expliquent beaucoup de variation de la durée de vie des poissons
Les chercheurs ont recherché des variations de l’ADN qui étaient furthermore courantes chez les poissons ayant une durée de vie as well as longue et ont trouvé 137 variations génétiques associées à la longévité.
Cependant, tous n’ont pas d’effet immediate sur la durée de vie. Les chercheurs ont pris soin de séparer les versions génétiques qui ont permis aux sébastes de s’adapter à des profondeurs as well as profondes et de grandir, auto ces diversifications elles-mêmes ont pour effet secondaire d’augmenter la durée de vie. Des eaux in addition profondes et as well as froides ralentissent le métabolisme, par exemple, ce qui est associé à une durée de vie in addition longue chez de nombreux animaux.
“Nous pouvons expliquer 60% de la variation de la durée de vie simplement en regardant la taille à maturité et la profondeur à laquelle vit un poisson”, a déclaré Sudmant. “Donc, vous pouvez prédire la durée de vie avec une précision assez élevée uniquement à partir de ces facteurs. Cela nous a permis d’identifier les gènes qui leur permettent de faire ces choses.”
Le reste de la variation associée à la longévité impliquait principalement trois styles de gènes : un enrichissement du nombre de gènes pour la réparation de l’ADN les variations de nombreux gènes qui régulent l’insuline, connue depuis longtemps pour influencer la durée de vie et un enrichissement en gènes qui modulent le système immunitaire. Plus de gènes de réparation de l’ADN pourraient aider à protéger contre le cancer, tandis que plus de gènes immunitaires pourraient aider à prévenir les bacterial infections, ainsi que le cancer.
“6 membres différents de la voie de signalisation de l’insuline sont en cours de sélection chez ces poissons”, a déclaré Sudmant. “Si vous regardez les manuels, il y a approximativement neuf ou 10 membres principaux de la voie, donc la majorité d’entre eux sont en cours de sélection chez les sébastes.”
Essentiellement, a déclaré Sudmant, certaines espèces de sébastes ont prolongé leur durée de vie simplement en s’adaptant à vivre dans des eaux moreover profondes et in addition froides et en augmentant leur taille. Cependant, les espèces ayant la moreover longue durée de vie ont augmenté leur durée de vie encore furthermore en peaufinant leurs gènes de réparation de l’ADN, de signalisation de l’insuline et de modulation immunitaire.
À partir des 88 génomes des sébastes, les chercheurs ont également pu déduire à quoi ressemblait le génome ancestral des sébastes et remark les espèces ont évolué à partir de cet ancêtre commun il y a 10 thousands and thousands d’années. Avec l’augmentation de la durée de vie, ont-ils découvert, les niveaux de populace diminuaient également. Certaines des espèces qui vivent le furthermore longtemps survivent aujourd’hui en petit nombre qui dépendent de femelles très âgées, mais très fertiles, pour reconstituer la populace. Ces gros poissons femelles, vieux, gras et féconds, ou BOFFFF, comme on les appelle dans les cercles de conservation des poissons, produisent la majorité de la progéniture – parfois des millions par an, mais avec un faible taux de survie – qui ensemencent la prochaine génération.
“Chez ces sébastes, nous pouvons en fait observer cette évolution sur cette période de 10 hundreds of thousands d’années, et nous observons que lorsque certaines espèces évoluent avec une courte durée de vie, la taille de leur inhabitants augmente, et lorsqu’elles évoluent sur une longue durée de vie, la taille de leur populace contrat”, a-t-il déclaré. “Nous pouvons voir une signature de cela dans leurs génomes, dans la variation génétique qui existe chez ces espèces. Il y a donc une conséquence à s’adapter à une vie longue et courte.”
Une découverte intrigante, a-t-il dit, est que les espèces à longue durée de vie ont un excès de certains varieties de mutations de l’ADN – en particulier, la conversion de la paire de nucléotides CG (cytosine-guanine) en TG (thymine-guanine) – connue pour s’accumuler dans les tumeurs avec le vieillissement. Étant donné que les femelles les furthermore âgées de ces espèces à longue durée de vie produisent la plupart de la progéniture, ces altérations génétiques inhabituelles sont transmises au reste de la populace à longue durée de vie.
Sudmant et ses collègues de laboratoire sont actuellement impliqués dans des comparaisons de génomes similaires chez les chauves-souris, les primates et d’autres organismes, en examinant les gènes en corrélation avec la durée de vie, le vieillissement, le worry et d’autres différences phénotypiques. Mais le projet de sébaste était quelque chose de spécial, a-t-il déclaré.
“Souvent, en génétique, on se moque de nous pour faire des expériences qui sont des expéditions de pêche”, a-t-il déclaré. “C’était à la fois littéralement et figurativement une expédition de pêche.”
Les chercheurs postdoctoraux de l’UC Berkeley, Sree Rohit Raj Kolora et Gregory Owens, actuellement à l’Université de Victoria en Colombie-Britannique, au Canada, sont les premiers auteurs de l’article. Les autres co-auteurs sont Juan Manuel Vazquez, Alexander Stubbs, Kamalakar Chatla et le professeur Doris Bachtrog de l’UC Berkeley Conner Jainese, Katelin Seeto, Benefit McCrea et Milton Like de l’UC Santa Barbara Michael Sandel de l’Université de West Alabama Juliana Vianna de la Pontificia Universidad Católica de Chile et Katherine Maslenikov et James Orr de l’Université de Washington. Le travail a été financé par un prix de l’Institut nationwide des sciences médicales générales des National Institutes of Wellness (R35GM142916).
Vidéo de sébaste avec une durée de vie de 200 ans : https://www.youtube.com/look at?v=xYQPy5Rmz7g