Tout récemment, il a été découvert que le génome du poisson poumon sud-américain, connu sous le nom scientifique de Lepidosiren paradoxa et communément appelé Dipneuste sud-américain, est le plus grand jamais séquencé à ce jour. Une équipe internationale de chercheurs, en utilisant une technologie de séquençage de pointe, a révélé que ce poisson possède 90 milliards de paires de bases, soit 30 fois la quantité d’ADN présente chez l’être humain. Ces données pourraient nous en dire plus sur la manière dont l’ancêtre des tétrapodes actuels a pu passer de l’eau à la terre il y a des millions d’années.
Bien plus ancien que les dinosaures, le cœlacanthe est considéré comme le parent le plus proche des premiers vertébrés terrestres, ayant émergé il y a environ 400 millions d’années. Longtemps connu uniquement par le biais de fossiles, le premier spécimen vivant a été découvert en 1938 par Marjorie Courtenay-Latimer, au large de la côte est de l’Afrique du Sud.
Les chercheurs estiment que la survie de cette espèce est attribuable à ses poumons. Les cœlacanthes, dotés de longues nageoires en forme de tige, sont considérés comme les ancêtres de tous les tétrapodes actuels, y compris les humains, tous les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et autres mammifères.
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Aujourd’hui, trois lignées de poissons poumon sont répertoriées : en Afrique (Protopterus annectens), en Australie (Neoceratodus forsteri) et en Amérique du Sud (Lepidosiren paradoxa). Dans une récente étude menée par une équipe internationale dirigée par le biologiste Axel Meyer de l’Université de Constance et le biochimiste Manfred Schartl de l’Université de Wurtzbourg, il a été découvert que Lepidosiren paradoxa possède un génome 30 fois plus grand que le nôtre. « Le génome du Lepidosiren (environ 91 Go, soit environ 30 fois le génome humain) est le plus grand génome animal séquencé à ce jour, et est plus de deux fois plus grand que celui des poissons poumons australiens (Neoceratodus forsteri) et africains », ont expliqué les chercheurs.
Une technologie de séquençage de pointe
Pour leur étude, publiée dans la revue Nature, les scientifiques ont utilisé une technologie de pointe appelée « séquençage à lecture longue ». Cette méthode consiste à séquencer chaque base du génome plusieurs fois, afin de générer des séquences suffisamment longues pour être assemblées en chaînes continues. Un programme informatique identifie où les séquences se chevauchent, les assemble et répète ce processus jusqu’à obtenir de longues chaînes de bases contiguës.
« C’était bien sûr un défi technique de réaliser cela », déclare Axel Meyer de l’Université de Constance en Allemagne. Ainsi, le plus grand génome jamais séquencé a été complété, alors que la plupart des génomes séquencés jusqu’à présent l’ont été à l’aide de lectures courtes de 100 à 200 paires de bases. Les chercheurs savaient déjà que Lepidosiren paradoxa possédait un très grand génome, mais ils ont maintenant déterminé le nombre exact de bases contenues dans son ADN.
Meyer et ses collègues ont également souligné que « 18 des 19 chromosomes du poisson poumon sud-américain sont chacun plus grands que l’ensemble du génome humain », en raison des « transposons autonomes ». Ces « gènes sauteurs » sont des segments d’ADN capables de se répliquer ou de se déplacer à d’autres endroits du génome, représentant plus de 90 % du génome du Lepidosiren. Les chercheurs pensent que c’est ainsi que le génome du poisson poumon sud-américain est devenu si grand au fil des millions d’années d’évolution.
L’étude de l’équipe de Meyer met également en évidence que tous les 10 millions d’années, au cours des 200 derniers millions d’années, ce poisson poumon a ajouté 3 milliards de bases supplémentaires d’ADN, sans augmenter de manière significative le nombre de nouveaux gènes. « Ils sont nos plus proches parents parmi les poissons », conclut Meyer.
