— Rattiya Thongdumhyu / Shutterstock.com

Des chercheurs ont récemment étudié un être unicellulaire pour le moins singulier. Connu sous le nom de dinoflagellé, celui-ci possède l’un des génomes les plus étranges jamais documentés.

De bien étranges organismes

La vie peut être classée en trois grands domaines : les bactéries, les archées et les eucaryotes. Ces derniers transportent leur ADN à l’intérieur d’un noyau, où le matériel génétique est emballé dans des structures compactes appelées chromosomes. Les dinoflagellés sont des eucaryotes, mais contrairement aux chromosomes humains, qui forment un X, les leurs s’apparentent à des bâtonnets, selon une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Genetics.

Chez ces organismes unicellulaires, les gènes s’alignent en « blocs » le long de ces bâtonnets. Chaque bloc étant orienté dans la direction opposée à celle de ses voisins, dictant la direction dans laquelle la cellule peut « lire » les instructions génétiques contenues dans chaque gène. L’équipe a conclu que cette structure inhabituelle et alternée influençait la forme générale du chromosome et régulait probablement la manière et le moment où des gènes spécifiques étaient accessibles.

« Les dinoflagellés ne correspondent pas à la définition générale des eucaryotes », explique Manuel Aranda, chercheur à l’université des sciences et technologies King Abdullah et co-auteur de l’étude. « La façon dont ils structurent leurs chromosomes, leurs génomes et régulent la transcription [processus par lequel l’information contenue dans l’ADN est copiée et envoyée dans la cellule] diffère. »

L’équipe internationale de chercheurs a découvert que le génome des dinoflagellés était organisé d’une manière unique par rapport à ceux des autres eucaryotes — © 2021 KAUST

Les auteurs ont étudié spécifiquement le dinoflagellé Symbiodinium microadriaticum, un type de plancton vivant en symbiose avec les coraux, et ont découvert que cette espèce possédait environ 94 chromosomes en forme de bâtonnets. Selon eux, les gènes de chaque bâtonnet sont probablement regroupés près d’autres gènes ayant des fonctions similaires ou interagissant avec les mêmes voies moléculaires.

Une structure chromosomique et génomique singulière

En outre, l’équipe a constaté que les paires de blocs voisins avaient tendance à interagir entre elles, chose que les blocs éloignés faisaient rarement. Une observation faisant écho aux récents travaux de chercheurs de l’université de Stanford, ayant révélé un schéma similaire chez le dinoflagellé apparenté Breviolum minutum.

Alors que les deux blocs voisins se « dépliaient » pendant la transcription, donnant ainsi accès à leur matériel génétique, Aranda et ses collègues ont constaté que les blocs situés en dehors de cette paire restaient rigides et inchangés. Une découverte suggérant qu’une sorte de barrière existe entre les différentes paires de blocs et que celle-ci joue un rôle important dans l’organisation du chromosome, voire dans la régulation de l’expression génétique.

En général, les autres eucaryotes s’appuient sur les histones (des protéines en forme de bobine autour desquelles l’ADN s’enroule comme un fil) pour s’enrouler et se dérouler pendant la transcription. Mais les dinoflagellés produisent très peu d’histones. Selon les auteurs de l’étude, ils utiliseraient ces mystérieuses barrières pour maintenir leur structure chromosomique et contrôler la transcription.

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