Turritopsis dohrnii, cette minuscule méduse des mers chaudes fascine les scientifiques, car il s’agit de l’une des très rares espèces connues à détenir le secret de l’immortalité. À condition de ne pas croiser de prédateurs, ce cnidaire serait notamment capable d’inverser son cycle de vieillissement une fois arrivé à l’âge adulte, pour redevenir un polype, et ce indéfiniment ! Cependant, les mécanismes biomoléculaires régissant cette incroyable faculté sont encore largement incompris. Après des décennies d’études, des chercheurs espagnols ont peut-être enfin percé le mystère en découvrant les gènes potentiels rendant la méduse immortelle. En comparant son génome à celui de ses homologues (n’ayant pas la même faculté), les chercheurs révèlent qu’elle possèderait des gènes spécifiques inhibant l’expression de protéines dites polycombes ainsi qu’un autre activant la pluripotence — des processus qui seraient derrière cette capacité à inverser le cycle de vie.
Turritopsis dohrnii est une petite méduse d’environ 1 cm de diamètre, appréciant particulièrement les mers chaudes et peuplant en abondance la mer du Japon et la Méditerranée. Avec sa cousine Turritopsis nutricula, il s’agit d’une des rares espèces connues à posséder la capacité d’être biologiquement immortelle. Elle est notamment capable de revenir à un état larvaire sexuellement immature, depuis un état d’adulte fécond et sexuellement mature.
Elle commence sa vie en tant que planula pour ensuite se fixer sur les coraux et fonds rocheux des océans et engendrer des colonies de polypes. À ce stade, l’espèce est encore asexuée, et est un clone de toutes celles nées de la même planula. Elle se développe ensuite en une forme plus complexe et plus ramifiée, et se détache de son rocher pour devenir une méduse adulte et sexuellement mature. Dans cet état, lorsqu’elle est exposée à un stress biologique, elle inverse son cycle de vieillissement pour revenir à l’état de polype et former une nouvelle colonie.
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En théorie, cette capacité d’inversion du cycle de vie peut se répéter indéfiniment. Des expériences antérieures menées par des chercheurs japonais semblent confirmer cette théorie, lorsqu’en 2011, ils ont pu observer le rajeunissement de Turritopsis nutricula dix fois de suite. De plus, l’espèce semble posséder une impressionnante capacité d’adaptation à l’environnement, car elle arborerait une morphologie différente selon la zone où elle vit.
Toutefois, ces capacités ne leur servent vraiment qu’à condition de ne pas se faire capturer par leurs milliers de prédateurs. L’espèce étant petite et fragile, elle peut subir la prédation d’autres méduses plus volumineuses, des poissons, des crustacés, etc. ou succomber à une maladie à son stade de méduse. Ce qui lui donne finalement une espérance de vie relativement courte malgré sa faculté d’immortalité.
Néanmoins, l’inversion de cycle de vie (LCR) chez cette espèce constitue un domaine de recherche très actif, notamment pour la biologie du vieillissement, afin d’explorer les possibilités d’application chez d’autres espèces, dont l’homme. De nombreuses hypothèses suggèrent que le rajeunissement du Turritopsis dohrnii s’effectue par le biais d’un processus de développement cellulaire, notamment une transdifférenciation, modifiant l’état différencié des cellules en nouveaux types de cellules. Mais les mécanismes biomoléculaires régissant ce cycle de transdifférenciation ne sont pas encore bien compris. La nouvelle étude, parue dans la revue PNAS, a peut-être enfin permis de découvrir la clé du LCR chez la méduse grâce au séquençage génomique. Certains gènes présents chez Turritopsis dohrnii et inexistants chez ses homologues en seraient les facteurs potentiels.
Séquençage d’un ensemble de 1000 gènes
Pour découvrir les gènes spécifiques à Turritopsis dohrnii, les chercheurs de l’Université d’Oviedo (en Espagne) ont séquencé et comparé un grand ensemble de près de 1000 gènes liés au vieillissement et à la réparation de l’ADN. Le génome de l’espèce a été notamment comparé avec celui de Turritopsis rubra et d’autres cnidaires ne possédant pas la capacité LCR. Grâce aux comparaisons, ils ont découvert un transcriptome (représente l’ensemble des ARN présents dans une cellule à un instant donné) spécifique qui se déclencherait au stade du processus d’inversion du cycle de vie de T. dohrnii.
« Nous avons identifié des variants et des expansions de gènes associés à la réplication, à la réparation de l’ADN, à la maintenance des télomères, à l’environnement redox, à la population de cellules souches et à la communication intercellulaire », écrivent les chercheurs dans leur étude. « De plus, nous avons constaté la désactivation des cibles du complexe répressif polycomb 2 et l’activation des cibles de pluripotence pendant la LCR, ce qui indique que ces facteurs de transcription sont des inducteurs de pluripotence chez T. dohrnii », ajoutent-ils.
Selon les experts, ces processus seraient la clé du rajeunissement de Turritopsis dohrnii. Toutefois, il faut retenir que même ces gènes nouvellement découverts ne sont pas forcément les facteurs exacts du LCR de la méduse T. dohrnii. Les recherches doivent encore être approfondies avant de pouvoir confirmer l’hypothèse.
