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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Transferts latéraux de gènes fonctionnels entre espèces de graminées

Themeda trianda
© Guillaume Besnard
Guillaume Besnard du laboratoire Évolution et Diversité Biologique (EDB UMR UPS/CNRS/IRD) en collaboration avec une équipe de l’université de Sheffield a publié dans le journal PNAS un article comparant les génomes de nombreuses graminées et montrant que des dizaines de fragments d’ADN ont été latéralement échangés entre espèces.

Chez les organismes multicellulaires, l'échange d'informations génétiques se produit essentiellement  lors de la reproduction sexuée entre individus de la même espèce. Des transferts latéraux de gènes (LGT – Lateral Gene Transfer) entre taxons non apparentés ont cependant été observés, mais leur fréquence et leur importance évolutive sont encore controversées. En comparant les génomes de nombreuses graminées, les chercheurs de cette étude ont constaté que de grands blocs d’ADN portant des gènes fonctionnels ont été latéralement échangés entre des espèces éloignées. Certains de ces gènes sont même utilisés par les espèces réceptrices, permettant notamment l’acquisition ou l’optimisation de traits adaptatifs comme la photosynthèse C4. Ces transferts de gènes ont ainsi largement contribué à l’histoire évolutive de certaines lignées de graminées.

59 transferts latéraux de gènes identifiés chez A. semialata

L'importance et la fréquence du transfert latéral de gène chez les eucaryotes multicellulaires, tels que les plantes, restent débattues. Grâce à des analyses phylogénomiques rigoureuses utilisant les données génomiques de 146 espèces de graminées, les auteurs ont découvert 59 LGT dans le génome nucléaire d’Alloteropsis semialata, impliquant au moins neuf espèces donneuses. Les LGT sont regroupées en 23 fragments génomiques acquis latéralement, qui se sont accumulés au cours de la diversification de ce taxon. La majorité des 59 LGT de A. semialata sont exprimés et ajoutent de nouvelles fonctions au génome du receveur.

Des LGT fonctionnels ont également été détectés dans le génome de cinq autres espèces de graminées, démontrant ainsi que ce processus est susceptible d'être général dans ce groupe de plantes d'importance mondiale. Le transfert de gène latéral apparaît ainsi comme une force évolutive potentielle largement sous estimée chez les plantes.

Voir aussi

Luke T. Dunning, Jill K. Olofsson, Christian Parisod, Rimjhim Roy Choudhury, Jose J. Moreno-Villena, Yang Yang, Jacqueline Dionora, W. Paul Quick, Minkyu Park, Jeffrey L. Bennetzen, Guillaume Besnard, Patrik Nosil, Colin P. Osborne, and Pascal-Antoine Christin. Lateral transfers of large DNA fragments spread functional genes among grasses.PNAS March 5, 2019 116 (10) 4416-4425 https://doi.org/10.1073/pnas.1810031116