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Un transgène naturel mis en lumière

Publié en ligne le 19 janvier 2015 -
par Marcel Kuntz - SPS n° 309, juillet 2014

L’adaptation des plantes aux conditions imposées par l’environnement est cruciale, notamment à l’intensité lumineuse. Au cours de l’Évolution, la colonisation des milieux par les plantes à fleurs a nécessité l’adaptation des fougères à l’ombre ainsi créée par la canopée. La capacité des fougères à prospérer dans des conditions de faible luminosité est liée à l’apparition d’un nouveau photorécepteur, une protéine appelée néochrome. Les photorécepteurs, de manière générale, permettent aux plantes de « voir la lumière » et d’envoyer le signal approprié vers leurs chromosomes, afin d’exprimer leurs gènes de manière optimale en fonction de la lumière.

Comment est apparu ce néochrome ? Un consortium international a examiné la séquence du gène codant cette protéine chez de nombreuses espèces de fougères 1. Les scientifiques ont ensuite cherché un ancêtre potentiel de ce gène chez les algues, pour finalement le trouver chez des bryophytes (des plantes terrestres qui, au sens large, regroupent les hépatiques et les mousses) et plus précisément chez des anthocérophytes.

Les calculs de phylogénie moléculaire (basée sur la comparaison des séquences d’ADN ou la structure des protéines) ont donné une date de divergence entre les néochromes de fougères et d’anthocérophytes estimée à 179 millions d’années. Or la divergence des espèces en question remonte à au moins 400 millions d’années. Les chercheurs expliquent cette énigme par un transfert du gène directement d’un anthocérophyte vers une fougère, donc par un mécanisme qui exclut un croisement sexuel. On parle dans ce cas de transfert « horizontal » de gène (par opposition à un transfert « vertical », c’est-à-dire par voie sexuelle).

Les transferts horizontaux sont fréquents chez les bactéries et les champignons microscopiques. Chez les plantes supérieures, ce type de transfert de gènes avait été mis en évidence entre plantes et plantes parasites étroitement associées. On trouve aussi, chez certaines plantes, des traces de fragments d’ADN qui ont appartenu à la bactérie Agrobactérium tumefaciens (qui réalise une transgénèse naturelle) ou à des virus. L’étude présente retient l’attention car ce transfert de gène ne semble pas impliquer un contact étroit connu entre organismes donneur et receveur.

1 Horizontal transfer of an adaptive chimeric photoreceptor from bryophytes to ferns. Fay-Wei Li et coll. PNAS (en ligne le 14 avril 2014) http://www.pnas.org/content/early/2...

Publié dans le n° 309 de la revue


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