Nouvelles connaissances sur la génétique de la pieuvre commune : décodage du génome au niveau des chromosomes
Une étape scientifique importante permet de mieux comprendre l'évolution et la biologie d'Octopus vulgaris
Les pieuvres sont des animaux fascinants qui servent d'organismes modèles importants dans les domaines des neurosciences, de la recherche sur la cognition et de la biologie du développement. Pour mieux comprendre leur biologie et leur histoire évolutive, il faut disposer de données validées sur la composition de leur génome, ce qui n'était pas le cas jusqu'à présent. Des scientifiques de l'université de Vienne, en collaboration avec une équipe de recherche internationale, ont réussi à combler cette lacune et, dans le cadre d'une étude, ont obtenu des chiffres impressionnants : 2,8 milliards de paires de bases - organisées en 30 chromosomes. Ce qui semble si simple est le résultat d'analyses complexes du génome, assistées par ordinateur, et de comparaisons avec les génomes d'autres espèces de céphalopodes. Cette recherche révolutionnaire vient d'être publiée dans la revue G3 : Genes / Genomes / Genetics.
Les pieuvres, ainsi que les calmars et les seiches, appartiennent à un groupe de céphalopodes coléoïdes composé de plusieurs centaines d'espèces caractérisées par des modes de vie, des structures corporelles et des adaptations à leur environnement très diversifiés. L'étude de ces animaux s'inscrit dans une longue tradition, d'autant plus que la plasticité neuronale du cerveau des pieuvres - c'est-à-dire la capacité du cerveau à changer et à s'adapter au fur et à mesure de l'apprentissage et de l'expérience - apporte la preuve de l'existence de structures fonctionnellement analogues au cerveau des mammifères. Cela en fait un groupe modèle comparatif pour les études neurophysiologiques. En outre, leur capacité à régénérer des parties de leur corps ainsi que les changements rapides de leur schéma corporel, qui sont importants pour le camouflage et la communication, font des pieuvres un sujet de recherche populaire pour étudier comment ces caractéristiques innovantes sont apparues - et comment elles ont changé - au cours de l'évolution.
Combler une lacune
La communauté des chercheurs a de plus en plus besoin de connaissances détaillées sur les génomes des céphalopodes pour comprendre l'évolution de leurs caractéristiques uniques et de leur biologie. L'encodage du génome de la pieuvre commune au niveau des chromosomes - une information qui n'était pas disponible jusqu'à présent - constitue une contribution importante à cet objectif. Une équipe de chercheurs de l'université de Vienne vient de remédier à cette lacune, en collaboration avec des collègues de la KU Leuven (Belgique), du Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG ; Espagne) et de la Stazione Zoologica Anton Dohrn (Italie), en "fournissant" les données manquantes et en réalisant des études approfondies de biologie moléculaire et assistées par ordinateur sur le génome de la pieuvre. "Grâce aux technologies actuelles utilisées dans la recherche génomique, nous avons pu créer une sorte de "carte du génome" de la pieuvre, montrant comment l'information génétique est organisée au niveau des chromosomes", explique le premier auteur de l'étude, Dalila Destanović, scientifique au laboratoire Simakov du département des neurosciences et de la biologie du développement de l'université de Vienne. Ce génome de référence, hautement résolu au niveau des chromosomes, permettra à la communauté scientifique de mieux comprendre les caractéristiques et la biologie de ces animaux fascinants, d'une part, et de retracer l'histoire évolutive d'Octopus vulgaris, d'autre part. Les équipes de recherche peuvent désormais approfondir ou comprendre la trajectoire évolutive des céphalopodes coléoïdes et des mollusques plus lointainement apparentés tels que les palourdes ou les escargots.
2,8 milliards de paires de bases - 30 chromosomes
En fait, les chercheurs ont pu identifier 30 chromosomes dans le génome d'Octopus vulgaris, dans lesquels 99,34 % des 2,8 milliards de paires de bases sont disposées. Cela signifie que les scientifiques disposent désormais d'une séquence de référence de haute qualité qui servira de base à d'autres études sur la fonction des gènes et donc à une meilleure compréhension des propriétés biologiques de la pieuvre commune. La structure chromosomique du génome d'Octopus vulgaris permettra également de mieux comprendre l'histoire évolutive dynamique de ces organismes en estimant les taux de réarrangement des chromosomes. En comparant le génome d'Octopus vulgaris avec les génomes de quatre autres espèces de pieuvres, les chercheurs ont déjà pu montrer que tous les chromosomes présentent de nombreux changements structurels qui se sont produits au cours de l'évolution en cassant des morceaux de chromosomes, en les réarrangeant et en les reconnectant sur le même chromosome. "Même chez des espèces étroitement apparentées, nous avons observé de nombreuses modifications structurelles des chromosomes. Cette découverte pose des questions sur la dynamique des génomes tout au long de leur histoire évolutive et ouvre la voie à l'étude de la manière dont cela est lié à leurs traits uniques", explique Dalila Destanović. L'histoire évolutive dynamique du génome de la pieuvre s'étend sur une période de 44 millions d'années - et de nombreuses questions de recherche passionnantes restent encore ouvertes. Les résultats de l'étude actuelle permettront de répondre à certaines de ces questions en faisant le lien entre la recherche traditionnelle sur Octopus vulgaris en matière de neurobiologie, de comportement et de développement et les connaissances en génétique moléculaire dans ces domaines.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Dalila Destanovik, Darrin T Schultz, Ruth Styfhals, Fernando Cruz, Jèssica Gómez-Garrido, Marta Gut, Ivo Gut, Graziano Fiorito, Oleg Simakov, Tyler S Alioto, Giovanna Ponte, Eve Seuntjens; "A chromosome-level reference genome for the common octopus, Octopus vulgaris (Cuvier, 1797)"; G3: Genes, Genomes, Genetics, 2023-10-18
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