Accélérer l'évolution du génome: un nouveau système imite des décennies de changements en quelques semaines

Une équipe de l'Université de Tokyo a mis au point un système permettant de contrôler et d'accélérer l'évolution des changements dans la structure du génome bactérien. Ce système cible de petits « gènes sauteurs », ou séquences d'ADN connues sous le nom de séquences d'insertion (IS). La recherche comble le fossé entre l'étude de l'évolution passée et l'observation des changements génétiques en temps réel en laboratoire. Les chercheurs étudient souvent les génomes bactériens en raison de leur taille gérable et de leur cohérence. Les séquences d'insertion (IS) sont connues pour « sauter » ou changer de position au sein d'un génome, ce qui entraîne des changements évolutifs. Ces changements peuvent entraîner des mutations, des inversions ou des altérations de la taille et de l'identité du génome. Pour accélérer ces changements, l'équipe a introduit de multiples copies d'IS à haute activité dans Escherichia coli (E. coli). En seulement 10 semaines, les organismes testés ont accumulé des changements similaires à ceux qui se produisent sur des décennies dans la nature. Cela comprenait environ 25 nouvelles insertions d'éléments génétiques mobiles et une modification de 5 % de la taille du génome. La forte activité des IS a entraîné des variants structuraux et l'émergence de transposons composites. Cela met en lumière les voies évolutives potentielles pour les IS et les transposons composites. Les résultats fournissent une référence précieuse pour étudier les effets des insertions d'IS et des changements de taille du génome. « De façon inattendue », a déclaré Yuki Kanai, l'étude a également mis en lumière l'évolution des transposons eux-mêmes. Kanai espère appliquer ce système à des questions plus larges, telles que la compréhension des conditions dans lesquelles la coopération évolue entre les bactéries ou entre les bactéries et leurs hôtes.