Les scientifiques testant une nouvelle méthode de séquençage de cellules uniques ont modifié de manière inattendue notre compréhension des règles de la génétique.
Le génome d’un protiste a révélé une divergence apparemment distinctive dans le code ADN signalant la fin d’un gène, ce qui suggère la nécessité de recherches moreover approfondies pour mieux comprendre ce groupe d’organismes divers.
Le Dr Jamie McGowan, chercheur postdoctoral à l’Earlham Institute, a analysé la séquence du génome d’un organisme microscopique – un protiste – isolé d’un étang d’eau douce dans les parcs de l’Université d’Oxford.
Le travail visait à tester un pipeline de séquençage d’ADN pour fonctionner avec de très petites quantités d’ADN, comme l’ADN d’une seule cellule. Le Dr McGowan travaillait avec une équipe de scientifiques de l’Earlham Institute et avec le groupe du professeur Thomas Richards de l’Université d’Oxford.
Mais lorsque les chercheurs ont examiné le code génétique, le protiste Oligohymenophorea sp. PL0344 s’est avéré être une nouvelle espèce présentant un changement inconceivable dans la manière dont son ADN est traduit en protéines.
Le Dr McGowan a déclaré : « C’est une pure opportunity que nous ayons choisi ce protiste pour tester notre pipeline de séquençage, et cela montre simplement ce qui existe, soulignant à quel stage nous savons peu de choses sur la génétique des protistes. »
Il est difficile de faire des déclarations sur les protistes en tant que groupe. La plupart sont des organismes microscopiques unicellulaires comme les amibes, les algues et les diatomées, mais il existe des protistes multicellulaires in addition grands, comme le varech, les moisissures visqueuses et les algues rouges.
« La définition d’un protiste est obscure : il s’agit essentiellement de tout organisme eucaryote qui n’est pas un animal, une plante ou un champignon », a déclaré le Dr McGowan. « C’est évidemment très général, et c’est parce que les protistes constituent un groupe extrêmement variable.
« Certains sont in addition étroitement liés aux animaux, d’autres plus étroitement aux plantes. Il y a les chasseurs et les proies, les parasites et les hôtes, les nageurs et les gardiens, et il y a ceux qui ont un régime alimentaire varié tandis que d’autres font la photosynthèse. Fondamentalement, nous pouvons faire très peu de généralisations. «
Oligohyménophorea sp. PL0344 est un cilié. Ces protistes nageurs peuvent être vus au microscope et se trouvent presque partout où il y a de l’eau.
Les ciliés sont des points chauds pour les modifications du code génétique, y compris la réaffectation d’un ou plusieurs codons d’arrêt – les codons TAA, TAG et TGA. Dans pratiquement tous les organismes, ces trois codons d’arrêt sont utilisés pour signaler la fin d’un gène.
Les versions du code génétique sont extrêmement rares. Parmi les rares variantes du code génétique rapportées à ce jour, les codons TAA et TAG ont pratiquement toujours la même traduction, ce qui suggère que leur évolution est couplée.
« Dans presque tous les autres cas que nous connaissons, le TAA et le TAG changent en tandem », a expliqué le Dr McGowan. « Quand ce ne sont pas des codons d’arrêt, ils spécifient chacun le même acide aminé. »
L’ADN est comme le program d’un bâtiment. Il ne fait rien en soi : il fournit des instructions sur le travail à effectuer. Pour qu’un gène ait un impact, le program doit être « lu » puis intégré dans une molécule qui a un effet physique.
Pour que l’ADN soit lu, il est d’abord transcrit en une copie d’ARN. Cette copie est transférée vers une autre zone de la cellule où elle est traduite en acides aminés, qui sont combinés pour previous une molécule tridimensionnelle. Le processus de traduction begin au codon d’initiation de l’ADN (ATG) et se termine à un codon d’arrêt (normalement TAA, TAG ou TGA).
« C’est extrêmement inhabituel », a déclaré le Dr McGowan. « Nous ne connaissons aucun autre cas où ces codons d’arrêt sont liés à deux acides aminés différents. Cela enfreint certaines des règles que nous pensions connaître sur la traduction génique – on pensait que ces deux codons étaient couplés.
« Les scientifiques tentent de créer de nouveaux codes génétiques, mais ils existent également dans la character. Il y a des choses fascinantes que nous pouvons trouver si nous les recherchons.
« Ou, dans ce cas, quand nous ne les recherchons pas. »
Cette recherche, publiée dans PLoS Genetics, a été financée par le Wellcome Rely on dans le cadre du projet Darwin Tree of Daily life et soutenue par le financement de base de l’Earlham Institute du Conseil de recherche en biotechnologie et sciences biologiques (BBSRC), qui fait partie de l’UKRI.
