Un mammouth laineux révèle les secrets de son génome
Des chercheurs ont réussi à reconstituer le code génétique du mammouth laineux avec un niveau de détail sans précédent, après avoir découvert des chromosomes fossilisés dans la peau d’une carcasse vieille de 52 000 ans, préservée dans le pergélisol sibérien.
Une découverte surprenante
Le pelage luxuriant du mammouth a conduit les scientifiques à le nommer d’après Chris Waddle, un ancien footballeur anglais. La carcasse s’est déshydratée naturellement après sa mort, un processus qui a préservé la structure tridimensionnelle des chromosomes présents dans la peau de l’animal.
Reconstitution du génome
Armés de ce matériel génétique ancien, les scientifiques ont pu assembler le génome du mammouth, déterminer qu’il possédait 28 paires de chromosomes et identifier les gènes qui étaient activés ou inactivés. Ces détails sont essentiels pour comprendre ce que signifiait être un mammouth.
Professeur Erez Lieberman Aiden, directeur du Centre pour l’Architecture du Génome au Baylor College of Medicine à Houston, a déclaré que ces échantillons représentaient « une nouvelle sorte de fossile » qui « préservait des biomolécules pendant des périodes vastes » et contenait beaucoup plus d’informations que les échantillons précédemment étudiés.
Le processus de préservation
Dr Olga Dudchenko, également au Baylor, a mentionné que la découverte de chromosomes fossiles constituait un « tournant », car connaître la forme des chromosomes d’un organisme permet d’assembler l’ensemble de la séquence d’ADN d’une espèce disparue, offrant des aperçus sur leur biologie jusqu’à présent inaccessibles.
L’équipe de chercheurs internationale a analysé des dizaines d’échantillons durant cinq ans avant de trouver le bon échantillon de peau, prélevé derrière l’oreille d’un mammouth extrait en Sibérie du Nord en 2018. Ils estiment que la peau de l’animal s’est déshydratée spontanément peu après sa mort, préservant les tissus par un processus similaire à celui utilisé pour fabriquer de la viande séchée.
Analyse des chromosomes
Ce mammouth a été surnommé Chris Waddle lorsqu’ils ont remarqué sa magnifique crinière. « Nous ne savons pas s’il a eu exactement cette coiffure quand il était vivant », a expliqué Dudchenko. « Et il s’est avéré par la suite que le mammouth était une femelle. »
L’analyse de la peau a montré que la structure tridimensionnelle des chromosomes était préservée dans les cellules déshydratées, devenues un matériau robuste semblable à du verre. Une fois formés, les échantillons fossiles, classés sous le nom de chromoglass, pourraient perdurer pendant des millions d’années, selon les chercheurs dans la revue Cell.
Vers la dé-extinction
Jusqu’à présent, l’ADN ancien récupéré à partir d’espèces disparues était très fragmenté. Bien que ces fragments permettent aux scientifiques d’identifier de petites différences génétiques entre les animaux éteints et leurs parents vivants, il en est peu plus obtenu. En revanche, les nouveaux échantillons contiennent des centaines de millions de lettres de code, révélant la structure à grande échelle du génome.
Au-delà de l’assemblage du génome du mammouth et du comptage de ses chromosomes, les scientifiques ont découvert que l’organisation des chromosomes à l’intérieur des cellules montrait quels gènes étaient activés, y compris ceux liés à la laine et à la tolérance au froid.
Ce travail soutient les plans visant à ramener le mammouth laineux, un exploit que les chercheurs espèrent réaliser en réécrivant le génome d’un éléphant d’Asie pour le faire correspondre à celui d’un mammouth. « Est-ce suffisant pour la dé-extinction ? Probablement pas », a déclaré le professeur Marc Marti-Renom au Centre National d’Analyse Génomique à Barcelone. « Il reste encore beaucoup à faire si quelqu’un souhaite transformer un éléphant moderne en mammouth. C’est un pas en avant dans cette direction. »
Perspectives futures
Les chercheurs espèrent trouver davantage de chromosomes fossiles dans d’autres animaux éteints et dans des momies égyptiennes, dont beaucoup pourraient déjà exister dans des collections de musées.
Professeur Adrian Lister, expert en mammouths au Muséum d’Histoire Naturelle et non impliqué dans l’étude, a qualifié cette recherche d’« étonnante ». « La recherche en ADN ancien a, jusqu’à présent, reposé sur une ‘soupe’ de petits fragments d’ADN extraits de tissus anciens », a-t-il déclaré. « Les chercheurs ont pu, dans le cas de cette carcasse de mammouth préservée dans le pergélisol arctique, récupérer des chromosomes intacts avec leur ADN, ainsi que la protéine de chromatine essentielle à leur fonctionnement. »
Il a ajouté : « Ce nouveau travail ouvre d’énormes nouvelles possibilités d’exploration de la biologie des espèces éteintes. Cette préservation exceptionnelle pourrait être trouvée dans des fossiles beaucoup plus anciens que le mammouth de 51 000 ans, remontant jusqu’à 2 millions d’années, ouvrant la voie à des investigations sur la biologie d’espèces éteintes bien plus anciennes et leurs relations et différences avec les parents vivants. »