La portée de la sélection naturelle s’étend au-delà du génome jusqu’à l’épigénome à travers un fossile vivant. LeDomaine de la biologie évolutivea connu son lot de débats animés. Cependant, s’il est un principe sur lequel pratiquement tous les experts du domaine s’accordent, c’est bien que la sélection naturelle se produit au niveau du génome. Aujourd’hui, une équipe de chercheurs a trouvé la première preuve concluante que la sélection peut également se produire au niveau de l’épigénome. Il s'agit d'un terme qui fait référence à un ensemble d'annotations chimiques sur le génome. Ceux-ci déterminent principalement si, quand et dans quelle mesure les gènes sont activés. Cela aurait dû se produire depuis des dizaines de millions d’années.
Un fossile vivant apporte de nouvelles informations
Cette découverte sans précédent remet en cause l’hypothèse largement répandue selon laquelle la sélection naturelle agit exclusivement sur les variations de la séquence du génome elle-même au cours des échelles de temps géologiques. L'étude a été publiée dans la revue Cell. Les chercheurs pensent qu’une levure pathogène, appelée Cryptococcus neoformans, contient une « marque » épigénétique spécifique sur sa séquence d’ADN. Cela a infecté des peuples préhistoriques dont le système immunitaire était affaibli et est responsable d'environ 20 pour cent de tous les décès causés par le VIH ou le SIDA. D’après leurs expériences en laboratoire et leurs modèles statistiques, un fossile vivant aurait dû disparaître de l’espèce à un moment donné de l’ère des dinosaures.
Cependant, l’étude montre que la marque dite de méthylation a persisté pendant au moins 50 millions d’années après la date d’expiration prévue. Cet incroyable exploit de persistance évolutive est rendu possible par une enzyme inhabituelle et une puissante dose de sélection naturelle. Bien qu’elle ne se produise pas dans toutes les formes de vie, la méthylation de l’ADN n’est pas non plus rare. Ce processus se produit chez tous les vertébrés et plantes ainsi que chez de nombreux champignons et insectes. Cependant, chez certaines espèces, aucune méthylation n’est trouvée.
Nouveaux résultats de recherche
L'acquisition rare et aléatoire de nouvelles caractéristiques de méthylation ne peut pas non plus expliquer la persistance de la méthylation chez C. neoformans. Les expériences en laboratoire des chercheurs ont montré que de nouvelles marques de méthylation sont créées par hasard, 20 fois plus lentement que les pertes par méthylation. Au cours de l’évolution, les pertes prédomineraient clairement, et sans une enzyme de novo pour compenser, la méthylation de C. neoformans aurait disparu au moment où les dinosaures disparaissaient si les pressions de sélection n’avaient pas été en faveur des marques.
Lorsque les chercheurs ont comparé diverses souches de C. neoformans connues pour avoir divergé les unes des autres il y a près de 5 millions d'années, ils ont découvert que non seulement toutes les souches présentaient encore une méthylation de l'ADN, mais que les marques de méthylation se trouvaient dans des régions analogues de l'ADN. le génome, une découverte qui suggère que les marques de méthylation à des emplacements génomiques spécifiques confèrent une sorte d'avantage de survie pour lequel la sélection est effectuée.
« La sélection naturelle maintient la méthylation à des niveaux beaucoup plus élevés que ce à quoi on pourrait s’attendre dans un processus neutre de gains et de pertes aléatoires. C'est l'équivalent épigénétique de l'évolution darwinienne », explique le professeur de biochimie Hiten Madhani,dans la nouvelle étude.
