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Quatre rotifères bdellodes du genre Adineta
C.G. Wilson 2018

En 2016, une étude a suggéré que les rotifères bdellodes cultiver la diversité génétique en partageant l’ADN entre eux par transfert horizontal. Mais dans des travaux publiés aujourd’hui (12 juillet) dans Current Biology, une équipe de recherche distincte identifie une contamination probable dans les données brutes du premier rapport, contestant ses conclusions et soulignant la nécessité d’une enquête plus approfondie.

“Nous savons que les rotifères bdellodes sont des animaux très étranges, donc l’histoire semblait possible à première vue”, explique Chris Wilson, biologiste de l’évolution à l’Imperial College de Londres et coauteur du nouvel article. “Nous savons depuis longtemps, par exemple, qu’ils ont beaucoup d’ADN étranger inattendu dans leurs cellules qui a été volé à des choses comme des plantes et des bactéries, donc pour beaucoup de gens, il semblait naturel qu’ils échangent également de l’ADN entre eux.”

Les rotifères bdellodoïdes sont des animaux microscopiques d’eau douce que l’on trouve dans le monde entier. Et même s’ils existent depuis au moins 80 millions d’années, ils n’ont pas eu beaucoup de relations sexuelles — du moins autant que les scientifiques puissent le dire. “Ce drôle de petit organisme aquatique est très spécial”, explique Matthew Meselson, biologiste évolutionniste à l’Université Harvard qui n’a participé à aucune des deux études, car il permet aux chercheurs d’étudier la question: “quel est le rôle de la reproduction sexuée dans l’évolution? C’est un problème majeur dans la théorie de l’évolution.”

Quel que soit leur mode de reproduction, cela ne les rend finalement pas moins intéressants.

— Tanja Schwander, Université de Lausanne

Les animaux qui se reproduisent de manière asexuée existent certes, mais pour préserver la diversité, ils ont besoin d’un moyen d’échanger des informations génétiques ou ils risquent de s’éteindre. Une possibilité que les scientifiques ont étudiée est le transfert horizontal de gènes — l’échange d’ADN entre individus, plutôt que de le transmettre de parent à progéniture.

Alors que les résultats de 2016 semblaient plausibles, plusieurs éléments ont amené Wilson et ses collègues à remettre en question les résultats. Premièrement, il est apparu que les donateurs et les bénéficiaires des transferts horizontaux proposés avaient tous été collectés dans le même parc en Belgique et séquencés pour le document de 2016. Wilson dit que vous pouvez vous attendre à ce que certains de ces animaux aient ramassé de l’ADN d’autres animaux qui n’ont pas été collectés en même temps. Cet alignement soigné a fait ressortir l’idée que ce que les auteurs de l’étude originale appellent des preuves de transfert horizontal pourrait en fait représenter une contamination entre les tubes en laboratoire plutôt qu’un partage de gènes se produisant dans la nature.

“Il était également un peu surprenant que l’ADN d’un animal et de cet autre animal soit toujours identique même s’il s’agit d’espèces différentes”, explique Wilson. “Nous nous sommes demandé pourquoi aucun de l’ADN n’avait changé depuis son échange, pourquoi il correspondait exactement à cet autre animal qui était amené dans le même laboratoire en même temps.”

Afin de déterminer s’il pourrait y avoir une explication plus simple pour les résultats, Wilson et ses collègues ont contacté les auteurs de l’étude de 2016 et ont demandé les pics de couleur des chromatogrammes qui représentent les données brutes générées par le séquençage de Sanger. Les auteurs ont rapidement partagé leurs chromatogrammes, que Wilson et ses collègues ont analysés. Ils ont remarqué que les données brutes étaient bruyantes, avec parfois plusieurs pics représentant plus d’un nucléotide d’ADN dans la même position dans la séquence, un indice précoce qu’il pourrait y avoir contamination. Wilson et ses collègues ont suivi un test statistique dans lequel ils ont comparé les blips secondaires dans les données avec la séquence d’ADN prévue des autres animaux qui pourraient contaminer l’échantillon, puis ont calculé la probabilité de voir une correspondance par hasard. Il s’est avéré que les chances étaient inférieures à 1 billion pour que le bruit dans les données brutes soit le même qu’une séquence génétique d’un autre rotifer. Leur conclusion: il doit y avoir de l’ADN de deux animaux dans le même tube.

L’autre équipe n’est pas entièrement d’accord, bien que l’analyse supplémentaire ait fourni de nouvelles informations utiles. “Quelque chose que j’ai réalisé grâce à cet échange savant avec nos collègues de Londres, c’est que la plupart des gens supposent que ces petits pics au bas des chromatogrammes ne sont que du bruit aléatoire alors qu’en réalité ce n’est pas le cas”, explique Jean-François Flot, biologiste évolutionniste à l’Université Libre de Bruxelles en Belgique et coauteur de l’étude de 2016. ” Ce n’est pas un hasard. Est-ce significatif? C’est une question différente. Il n’est pas clair d’après les données qu’ils montrent que cela affecte vraiment notre analyse.”

Flot et ses collègues ont préparé une réponse à la réanalyse de leurs données qu’ils prévoient de publier en préimpression, dans laquelle ils expliquent certaines des questions soulevées par l’équipe de Wilson et discutent d’interprétations alternatives. “À long terme, cela va être une bonne chose pour la science”, dit Flot.

” La vue d’ensemble est. . . que les bdellodes échangent ou non de l’ADN — ou leur degré d’asexualité — reste une énorme question ouverte “, explique David Mark Welch, biologiste évolutionniste au Laboratoire de biologie marine de Woods Hole, Massachusetts, qui n’a participé à aucune des deux études. Il dit que l’effort de recherche de ces deux groupes montre que “même pour les personnes bonnes et prudentes, travailler avec ces petits animaux est extrêmement difficile.”

En termes de ce qui se produit réellement lors de la reproduction des bdellodes, “ni l’article original ni cette réponse ne démontrent que les bdellodes ne s’engagent pas dans un transfert horizontal”, ajoute Mark Welch. “Nous soupçonnons tous qu’ils le font, mais ce qui est souligné, c’est que les preuves présentées dans l’article original sont plus faciles à expliquer et presque certainement dues à une contamination.”

“La probabilité qu’il y ait une forme d’échange génétique est assez probable”, convient Tanja Schwander, biologiste évolutionniste à l’Université de Lausanne en Suisse, auteur d’une perspective sur l’étude de 2016 pour Current Biology. “La question est vraiment: à quelle fréquence ces échanges génétiques se produisent-ils? Contribuent-ils réellement à la génération de variation à l’intérieur. . . rotifères ou est-ce quelque chose qui arrive vraiment si rarement qu’il est trop rare en fait d’avoir un impact continu? Quel que soit leur mode de reproduction, cela ne les rend finalement pas moins intéressants.”

C.G. Wilson et coll., “La contamination croisée explique les “transferts génétiques horizontaux inter et intraspécifiques” entre rotifères bdellodoïdes asexués, “Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2018.05.070, 2018.

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