La première séquence génétique de la vipère brésilienne a été achevée

Un groupe dirigé par des chercheurs de l’Institut Butantan et financé par la Fondation de São Paulo pour la recherche-FAPESP a achevé le premier séquençage du génome d’un serpent brésilien. L’étude a été mentionnée dans un article publié dans la revue PNAS. Il est suggéré que les neuf gènes qui codent pour les toxines produites par la vipère jarca Pohropus jaraca pourraient provenir de gènes qui avaient des fonctions différentes dans l’espèce ancestrale.

« En séquençant le génome du serpent, nous avons identifié des marqueurs qui nous ont permis de comparer les gènes de venin avec des gènes situés aux mêmes loci dans les génomes d’autres animaux, tels que les serpents sans venin, les lézards et les amphibiens. Nous avons trouvé neuf des 12 gènes venimeux dans jararaca sont très similaires à ceux Nous avons conclu que la plupart des gènes de venin provenaient probablement d’éléments déjà présents dans la même partie des génomes de l’ancêtre commun de tous ces animaux, a déclaré Inacio Junqueira de Azevedo, chercheur à l’Institut Butantan et finaliste auteur de l’article.

Azevedo est chercheur principal au Centre de recherche sur la toxicologie, la réponse immunitaire et la signalisation cellulaire (CeTICS), l’un des centres de recherche, d’innovation et de diffusion (RIDC) financés par la FAPESP.

« Ces gènes avaient des fonctions physiologiques chez l’ancêtre commun de toutes ces espèces. À un moment donné, ils ont probablement commencé à jouer un rôle similaire aux gènes de venin ou ont été sélectionnés pour cette voie et ont perdu leurs fonctions d’origine. Notre étude a identifié des éléments qui aideront les scientifiques à comprendre Le premier auteur de l’article, Diego Dantas Almeida, a déclaré : « L’évolution des toxines et les mécanismes qui ont conduit au recrutement de gènes spécifiques pour remplir cette nouvelle fonction dans la production de toxines. » L’étude a été menée pendant le doctorat. La recherche a été soutenu par la FAPESP.

Le séquençage a également montré que les deux gènes qui codent pour des toxines importantes peuvent être apparus lors de la duplication. Dans tout organisme, le gène se développe généralement plus librement et finit par remplir des fonctions différentes lorsque la copie remplit ses fonctions d’origine.

A Jaraka, les transcriptomes ont dû être soumis à une pression sélective pour produire deux familles de toxines responsables de l’essentiel de l’effet du venin : le venin de serpent métallique (SVMP) et les phospholipases A2 (PLA2). On croyait déjà que la plupart des gènes qui codent les toxines chez ce serpent provenaient de cette façon. Il a été impossible de déterminer l’origine d’une seule des 12 familles de gènes qui codent leurs toxines.

« Nous avons pu montrer que les gènes ancestraux non toxiques sont présents dans ces deux familles. Ils sont toujours présents dans l’ADN, ainsi que les gènes toxiques. Les gènes ancestraux ont complètement disparu des autres familles. Ils ont peut-être complètement disparu de d’autres familles », a déclaré Vincent Lewis. Fiala, co-auteur de l’article et ancien récipiendaire d’une bourse postdoctorale FAPESP.

effort de recherche

Le groupe de l’Institut Butantan a commencé à séquencer le génome de ce serpent en 2013. B. jararaca est responsable d’une proportion importante d’incidents de morsure de serpent au Brésil et est l’un des serpents les plus étudiés pour cette raison. La séquence a produit les informations de base sur les origines de son poison qui lui manquaient jusqu’à présent.

En plus d’améliorer la connaissance des gènes dans un organisme, le séquençage du génome les collecte dans le bon ordre. C’est l’une des parties les plus complexes de la tâche car la séquence génère une énorme quantité de données, qui doivent être traitées à l’aide d’outils de calcul.

Ce n’est que ces dernières années, après avoir combiné plusieurs méthodes, que le groupe a réussi à assembler le génome de manière satisfaisante, en collaboration avec des chercheurs de l’Ohio State University aux États-Unis. les Séquençage du génome entier Il est disponible en ligne pour tous ceux qui souhaitent l’étudier.

Le projet a apporté des réponses à de nombreuses autres questions clés. En 2009, une analyse par des chercheurs japonais de certains gènes de toxines de Protobothrops flavoviridis, qui appartient à la même famille que le jaraka (Viperidae), a suggéré que le gène qui code poison Le VEGF-F, également présent chez la vipère brésilienne, est probablement causé par une duplication du gène VEGF-A. Le groupe brésilien a maintenant montré qu’il provenait très probablement d’une famille de gènes différente connue dans la littérature scientifique sous le nom de « PGF-like ».

Le groupe a également recueilli des preuves supplémentaires que les peptides favorisant la bradykinine (BPP), qui constituent la base du médicament antihypertenseur captopril, pourraient provenir du gène CNP, qui code pour les peptides natriurétiques de type C trouvés chez d’autres vertébrés, y compris les humains.

« L’étude démontre la nécessité de définir le contexte dans lequel gènes Ils sont saisis afin de bien comprendre leur origine et leur évolution.

Les chercheurs travaillent maintenant sur des copies plus précises du génome de la jarca et de ceux d’autres familles de serpents venimeux, dans l’espoir de trouver de nouveaux venins et de les lier à des protéines pertinentes dans la physiologie d’autres organismes.