Une équipe dirigée par Tappei Mishina du Centre RIKEN de recherche sur la dynamique des biosystèmes (BDR) a découvert que les parasites manipulent leurs hôtes en utilisant des gènes volés qu’ils ont probablement acquis grâce à un phénomène appelé transfert horizontal de gènes. L’étude a été publiée dans la revue scientifique Existing Biology le 19 octobre.
De nombreux parasites manipulent le comportement de leurs hôtes pour assurer leur survie et leur capacité à se reproduire. Les vers de crin de cheval présentent l’un des exemples les in addition sophistiqués de ce kind de contrôle du comportement. Les vers de crin naissent dans l’eau et utilisent des insectes aquatiques comme les éphémères pour faire du halt jusqu’à la terre ferme, où ils restent bien serrés jusqu’à ce qu’ils soient mangés par des insectes terrestres tels que des grillons ou des mantes. Une fois qu’un ver de crin atteint ces hôtes, il begin à se développer et manipule le comportement de l’hôte. Le ver de crin de cheval mature incite finalement l’hôte à sauter dans l’eau, souvent jusqu’à sa mort ultime, afin qu’il puisse accomplir sa mission vitale et se reproduire.
Des études antérieures ont suggéré que les vers de crin détournent les voies biologiques de leurs hôtes et augmentent leur mouvement vers la lumière, ce qui amène les hôtes à s’approcher de l’eau. Les scientifiques pensent que cela est attainable grâce à des molécules qui imitent celles du système nerveux central de l’hôte, mais la manière exacte dont ces parasites ont développé ce type de mimétisme moléculaire reste un mystère.
Pour répondre à cette issue, les chercheurs ont analysé l’expression génétique du corps entier chez un ver de crin Chordodes avant, pendant et après la manipulation de son hôte mante. Ils ont découvert furthermore de 3 000 gènes de vers à cheveux qui étaient davantage exprimés lorsque les hôtes étaient manipulés, et 1 500 gènes de vers à cheveux qui étaient moins exprimés. D’un autre côté, l’expression des gènes dans le cerveau des mantes n’a pas changé et ne pouvait en fait pas être distinguée de celle trouvée chez les mantes non infectées. Ces résultats indiquent que les vers en crin de cheval produisent leurs propres protéines pour manipuler le système nerveux de leurs hôtes.
Les chercheurs ont ensuite effectué des recherches dans une foundation de données sur les protéines pour explorer les origines des gènes que les vers en crin Chordodes utilisent pour manipuler les mantes. « Il est frappant de constater que bon nombre des gènes des vers en crin de cheval susceptibles de jouer un rôle important dans la manipulation de leurs hôtes étaient très similaires aux gènes des mantides, ce qui suggère qu’ils ont été acquis par transfert horizontal de gènes », explique Mishina. Le transfert horizontal de gènes est un processus biologique dans lequel les gènes sont transférés d’un organisme à un autre, mais pas par replica. Cela peut avoir des conséquences évolutives importantes, permettant aux organismes d’acquérir rapidement de nouveaux gènes ou fonctions, les aidant potentiellement à s’adapter à de nouveaux environnements ou modes de vie.
Une analyse plus approfondie a soutenu l’idée selon laquelle le mimétisme moléculaire observé chez les vers en crin Chordodes est probablement le résultat d’un transfert horizontal de gènes à partir de mantes. En particulier, as well as de 1 400 gènes de vers en crin Chordodes correspondaient à ceux des mantes, mais étaient absents ou très différents des espèces de vers en crin qui n’utilisent pas d’hôtes mantes. Les auteurs concluent que les nombreux gènes de mimétisme qu’ils ont identifiés sont probablement le résultat de multiples événements de transfert horizontal de gènes provenant de diverses espèces de mantides au cours de l’évolution des vers des cheveux. Ces gènes, particulièrement ceux associés à la neuromodulation, à l’attraction pour la lumière et aux rythmes circadiens, semblent jouer un rôle dans la manipulation de l’hôte.
Le transfert horizontal de gènes est l’un des principaux moyens par lesquels les bactéries évoluent pour résister aux antibiotiques. Mishina pense qu’à mesure que nous trouverons davantage d’exemples de transfert horizontal de gènes entre organismes multicellulaires, nous comprendrons mieux ce phénomène ainsi que l’évolution en général. « Les nombreux cas de transfert horizontal de gènes que nous avons découverts chez le ver des cheveux peuvent constituer un bon modèle d’étude », explique Mishina. « En utilisant ce modèle, nous espérons identifier les mécanismes sous-jacents au transfert horizontal de gènes et faire progresser notre compréhension de l’adaptation évolutive. »
