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En comparant les génomes de centaines de plantes cultivées en laboratoire, une équipe de scientifiques a découvert que les mutations étaient beaucoup moins susceptibles de se produire dans les gènes essentiels à la survie.

« C’est une façon totalement nouvelle de considérer les mutations »

Le hasard joue un grand rôle dans l’évolution. Selon la pensée dominante, des mutations de l’ADN surviennent de manière aléatoire dans le génome d’un organisme. Si ces nouvelles caractéristiques aident l’organisme à survivre et à se reproduire, ces mutations sont transmises à la génération suivante. Sur une période suffisamment longue, les traits peuvent ainsi devenir caractéristiques d’une population ou d’une espèce.

Mais existe-t-il un modèle permettant de déterminer où les mutations de l’ADN se produisent dans le génome ? Pour le savoir, des chercheurs de l‘université de Californie et de l’Institut Max Planck ont séquencé les génomes de centaines de plants d’Arabettes des dames (Arabidopsis thaliana) et comparé les endroits où les mutations génétiques étaient intervenues, ce qui leur a permis de mettre en évidence un schéma non aléatoire.

Les plantes ont été cultivées dans des conditions de laboratoire contrôlées, afin de supprimer l’influence de la sélection naturelle, en veillant à ce que les végétaux qui ne survivraient normalement pas dans le monde réel ne soient pas éliminés par des mutations négatives.

Arabidopsis thaliana — © Pádraic Flood

« Nous avons toujours pensé que les mutations génétiques étaient fondamentalement aléatoires », explique Grey Monroe, auteur principal de l’étude, parue dans la revue Nature. « Il s’avère que ces dernières le sont très peu et d’une façon qui profite à la plante. C’est une façon totalement nouvelle de considérer les mutations. »

Des plantes ayant évolué de manière à protéger leurs parties clefs des mutations

Parmi les centaines de génomes de plantes, les auteurs de l’étude ont identifié plus d’un million de mutations, qui semblaient concentrées dans certaines parties du génome. Lorsqu’ils se sont penchés sur les zones où les taux de mutation étaient constamment faibles (jusqu’à 66 % inférieurs à ceux des autres régions), ils ont trouvé une abondance de gènes essentiels, y compris ceux impliqués dans la croissance cellulaire et l’expression génétique.

De manière intrigante, ces zones essentielles sur le plan biologique semblaient également posséder des mécanismes de réparation des dommages causés à l’ADN plus puissants, afin de s’assurer que ces séquences restent fonctionnelles.

Selon l’équipe, de telles découvertes pourraient potentiellement permettre d’améliorer les techniques de culture, et même de protéger les gènes humains de mutations néfastes, impliquées dans le développement de différentes maladies, notamment certains types de cancer.

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