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Du changement dans la compréhension des rotifères

Publié le 26 octobre 2021 Mis à jour le 29 octobre 2021

Une étude présente un tournant majeur dans la compréhension de la biologie des rotifères. Ces animaux microscopiques, décrits dans les livres universitaires comme les plus anciens asexués à la reproduction clonale pourraient bien posséder une méiose, probablement modifiée! Il nous reste encore des choses à découvrir sur ces animaux particuliers…

Les rotifères bdelloïdes sont des animaux microscopiques qui possèdent deux caractéristiques étonnantes: i) ils résistent à la dessiccation et aux irradiations en réparant les importants dégâts causés à leur génome, et ii) ces espèces sont parthénogénétiques, c'est-à-dire composées exclusivement de femelles, depuis plusieurs dizaines de millions d'années. Chacune de ces caractéristiques est à la fois rare et mal comprise, étant des propriétés uniques des rotifères bdelloïdes que nous essayons de mieux comprendre.

Comment des espèces peuvent-elles s'adapter efficacement sans la reproduction sexuée et la recombinaison entre les allèles de différents individus ? Et comment réparer un génome, fréquemment abîmé dans la nature, tout en maintenant son intégrité structurale génération après génération ?

Pour répondre à ses questions, une équipe menée par Karine Vandoninck- Unité de recherche en Biologie Moléculaire et Evolution, Faculté des Sciences- a séquencé le génome d'Adineta vaga et a réussi à l'assembler jusqu'à l'échelle des chromosomes. Une précédente étude de 2013 (menée par notre propre laboratoire) avait conclue que le génome d'Adineta vaga possédait une structure mosaïque, qui ne se maintenait pas dans le temps et qui était incompatible avec l'existence d'une méiose, ou même d'un processus méiotique. Nos nouveaux travaux montrent l'inverse: le génome d'Adineta vaga est en réalité diploïde, c'est-à-dire constitué de paires de chromosomes homologues. En théorie, il est donc compatible avec la méiose et rend possible le maintien de la structure du génome (i.e. synténie) pendant sa réparation.

L'analyse de l'hétérozygotie de ce génome au sein de la population clonale du laboratoire nous a permis de détecter des évènements de recombinaison, qui ont pour effet de rendre homozygotes certaines régions des chromosomes. Ces évènements pourraient être des traces de la réparation de l'ADN. Cependant, le fait que ces évènements soient récents et fréquents suggère également qu'une méiose, ou bien une forme de méiose, pourrait avoir lieu chez les rotifères bdelloïdes. Qu'elle qu'en soit la ou les causes, la présence de recombinaison entre chromosomes homologues que nous montrons chez Adineta vaga participe tout à la fois à expliquer la possibilité de réparer la structure du génome (si le chromosome homologue sert de modèle) et la possibilité d'évoluer (si les allèles homologues se mélangent pendant la formation de la cellule oeuf) et d’éviter l’accumulation de mutations.

Récemment, d'autres études ont rapporté la présence de recombinaison chez des rotifères, et notamment de partage allélique entre individus différents. Ces observations prennent un nouveau sens à la lumière de nos résultats qui ré-ouvrent ainsi une porte fermée depuis très longtemps dans la communauté scientifique.

Les chercheurs sont désormais confrontés à de nouvelles questions: les rotifères peuvent-ils s'échanger de l'ADN entre eux et le font-ils grâce à de la reproduction sexuée ou par leur capacité à intégrer de l'ADN étranger (i.e. une autre spécificité de ces animaux) ? Si ils n'échangent pas d'ADN, cela signifierait qu'il est possible que des populations puissent s'adapter efficacement sur un temps très long de manière automictique, ce qui semble de prime abord improbable. Si ils échangent de l'ADN sans transferts de gènes horizontaux, cela signifierait que les fameux rotifères asexués sont en fait capables de reproduction sexuée et que des individus mâles existent sans qu'on ne les ait jamais observés, ce qui semble également improbable

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