Un étrange lien génétique entre les humains et les anémones de mer vient d’être confirmé

Un gène lié au développement de l’audition chez l’homme vient d’être associé au développement sensoriel des anémones de mer.

Nematostella vectensis, l’anémone de mer en étoile. (Laboratoire de biologie marine/BioQuest Studios)

Appelé pou-iv (pow-four), ce gène se trouve dans les tentacules de l’anémone de mer étoilée (Nematostella vectensis), où il joue un rôle crucial dans le sens du toucher de l’animal.

Les cnidaires, l’embranchement auquel appartiennent les anémones de mer, sont les plus proches parents des bilatériens, des animaux à symétrie bilatérale comme l’homme, divergeant de leur dernier ancêtre commun qui vivait il y a environ 748 à 604 millions d’années.

La découverte du rôle du gène dans l’anémone de mer en étoile suggère qu’il était présent chez leur ancêtre commun et qu’il a probablement joué un rôle dans le développement sensoriel à cette époque également.

“Cette étude est passionnante car elle a non seulement ouvert un nouveau champ de recherche sur le développement et le fonctionnement de la mécanosensation chez l’anémone de mer… mais elle nous informe également que les éléments constitutifs de notre sens de l’audition ont des racines évolutives anciennes remontant à des centaines de millions d’années dans le Précambrien”, a déclaré le biologiste Nagayasu Nakanishi de l’Université de l’Arkansas.

Chez l’homme et les autres vertébrés, les récepteurs sensoriels du système auditif sont appelés cellules ciliées. Ces cellules possèdent des faisceaux d’organites en forme de doigts, appelés stéréocils, qui détectent les stimuli mécaniques, à savoir les vibrations que nous entendons sous forme de son. Chez les mammifères, le pou-iv est nécessaire au développement des cellules ciliées ; nous le savons car les souris dont le pou-iv a été éliminé sont sourdes.

L’anémone de mer étoilée possède des cellules ciliées mécanosensorielles similaires sur ses tentacules, utilisées pour détecter les mouvements. Cependant, on savait peu de choses sur le gène pou-iv de l’anémone et sur le rôle qu’il jouait, le cas échéant, dans le développement sensoriel.

Une équipe de chercheurs dirigée par le biologiste Ethan Ozment, de l’université de l’Arkansas, a voulu comprendre ce que faisait ce gène. La meilleure façon de le faire est de désactiver le gène à l’aide de l’outil d’édition de gènes CRISPR-Cas9 et d’observer ce qui change. C’est donc ce que l’équipe a fait.

Ils ont injecté un cocktail contenant la protéine Cas9 dans des œufs fécondés d’anémone de mer en étoile afin de supprimer le gène pou-iv, et ont étudié les embryons en développement, ainsi que les anémones mutées adultes.

Par rapport aux anémones témoins de type sauvage, les animaux mutants présentaient un développement anormal des cellules ciliées des tentacules et ne réagissaient pas au toucher. Sans pou-iv, les anémones étaient incapables de percevoir des stimuli mécaniques par le biais de leurs cellules ciliées.

En outre, l’élimination de pou-iv chez les anémones a supprimé de manière significative un gène très similaire à celui qui produit la polycystine 1 que l’on trouve chez les vertébrés, où il est nécessaire pour la détection du flux de liquide dans les reins. Les anémones de mer n’ont peut-être pas de reins, mais la détection de la circulation des fluides serait une capacité utile pour les animaux marins.

Selon les chercheurs, ces résultats suggèrent que le gène pou-iv a joué un rôle dans le développement des cellules mécanosensorielles chez l’ancêtre commun aux Cnidaria et aux Bilateria. Toutefois, pour remonter encore plus loin dans le temps, il faudra disposer de données provenant d’autres phyla ayant des points de divergence plus anciens.

“Nos résultats indiquent que le rôle de pou-iv dans le développement des mécanorécepteurs est largement conservé chez les Cnidaires et les Bilatériens”, écrivent les chercheurs dans leur article.

“La question de savoir à quel moment le rôle de pou-iv dans la différenciation des mécanorécepteurs a émergé dans l’évolution animale reste non résolue, et nécessite des données comparatives provenant des placozoaires et des éponges, qui sont en manque.”

La recherche a été publiée dans eLife.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche