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Les secrets génétiques du grand requin blanc révélés

Un grand requin blanc.
Un grand requin blanc Photo: iStock
Radio-Canada

Le décodage complet du génome du grand requin blanc révèle non seulement son énorme taille, une fois et demie celle du génome humain, mais également plusieurs adaptations génétiques qui sont à l'origine de sa longévité et de son succès évolutif. Explications.

Le grand requin blanc (Carcharodon carcharias) est l’une des créatures océaniques qui fascinent le plus les humains. Vedette de nombreux films comme Les dents de la mer, il est en fait l’un des plus imposants poissons prédateurs des océans.

Il faut dire qu’il a de quoi impressionner. Cette espèce possède des caractéristiques très particulières, notamment sa taille massive (jusqu'à 6 mètres et 3175 kg) et sa capacité de plonger à plus d’un kilomètre de profondeur.

Un grand requin blanc chasse un phoque.Agrandir l’imageUn grand requin blanc chasse un phoque. Photo : Connah

L’animal est aussi reconnu pour son sens de l'odorat et ses capacités de cicatrisation, et se distingue également pour sa longévité qui peut dépasser les 70 ans, et ce, sans développer de cancer.

En fait, les requins représentent un véritable succès évolutif, puisqu’ils prospèrent dans les eaux terrestres depuis plus de 400 millions d'années. Par comparaison, notre espèce, Homo sapiens, serait apparue il y a environ 300 000 ans.

Le saviez-vous?

Le grand requin blanc est observé le long des côtes de toutes les mers tempérées et d'une partie des mers tropicales. Dans les zones côtières canadiennes de l’Atlantique et du Pacifique, il semble que les grands requins blancs n’apparaissent que de façon sporadique. Pêches et Océans Canada souligne qu’il existe seulement 46 observations confirmées ou probables de l’espèce enregistrées entre 1874 et 2006 (32 mentions dans l’Atlantique depuis 1874 et seulement 14 mentions depuis 1961 dans le Pacifique).

Un génome bien distinct

Les généticiens américains de la Nova Southeastern University et d’autres institutions qui ont décrypté son génome ont comparé son génome à celui d'autres vertébrés, dont le requin-baleine et les humains.

Le décodage a révélé des changements spécifiques dans la séquence ADN qui indiquent une adaptation moléculaire de nombreux gènes qui tiennent un rôle important dans la stabilité du génome.

Ces modifications ont été observées dans des gènes liés à la réparation de l'ADN, à la réponse et à la tolérance aux dommages à l'ADN.

Le phénomène inverse, l'instabilité génomique, qui résulte d'une accumulation de dommages à l'ADN, est bien connu pour prédisposer les humains à de nombreux cancers et maladies liées au vieillissement.

Non seulement y avait-il un nombre étonnamment élevé de gènes de stabilité du génome qui contenaient ces changements adaptatifs, mais il y avait aussi un enrichissement de plusieurs de ces gènes, ce qui souligne l'importance de cet ajustement génétique chez le requin blanc.

Mahmood Shivji, Nova Southeastern University

Les scientifiques ont également noté la présence dans son génome d’un très grand nombre d’un type de « gènes sauteurs » ou transposons. En fait, il s'agit de l'une des proportions les plus élevées de ce type de gènes (près de 30 %) observés jusqu'à présent chez les vertébrés.

Ce type de gènes est connu pour causer l'instabilité du génome en créant des cassures dans l’ADN double brin.

Cette prolifération dans le génome du requin blanc peut représenter un puissant agent sélectif dans l'évolution de mécanismes efficaces de réparation de son ADN, ce qui se reflète dans la sélection positive.

Michael Stanhope, Université Cornell

Cette réalité, également observée chez le requin-baleine, montre que ces adaptations clés de stabilité du génome sont significatives parce que, théoriquement, le risque de développer un cancer devrait augmenter avec le nombre de cellules et la durée de vie d'un organisme.

Il existe en effet un lien statistique entre la taille corporelle et l’augmentation du risque de cancer chez une espèce. Il est intéressant de noter que cette réalité n'a pas tendance à se maintenir d'une espèce à l'autre, si bien que de très gros animaux ne développent pas plus de cancers que les humains, ce qui laisse à penser qu'ils ont développé des capacités supérieures de protection contre cette maladie.

Les particularités génétiques découvertes dans les gènes de stabilité du génome du requin blanc et du requin-baleine pourraient être des adaptations facilitant l'évolution de leur grand corps et de leur longue durée de vie.

Le décodage du génome du requin blanc fournit à la science un nouvel ensemble de clés pour percer les mystères de ces prédateurs redoutables et incompris.

Salvador Jorgensen, Monterey Bay Aquarium

Le pouvoir de guérison

Une autre particularité évolutive du génome des grands requins blancs est qu’il est enrichi en gènes qui facilitent la cicatrisation, ce qui permet une guérison rapide de ces grands prédateurs.

Nous avons trouvé une sélection positive et un enrichissement génétique impliquant plusieurs gènes liés à la cicatrisation, y compris un gène clé de la coagulation sanguine.

Michael Stanhope, université CornellAméliorer la médecine

Cette connaissance du génome du requin blanc pourra éventuellement servir à améliorer la médecine humaine, en aidant la recherche sur le cancer et les maladies liées à l'âge qui résultent de l'instabilité du génome.

Favoriser sa conservation

De plus, le décryptage de ce génome aidera aussi à la conservation de ce requin et des espèces apparentées, dont plusieurs populations sont aujourd’hui en déclin rapide en raison de la surpêche. Il permettra notamment de mieux cerner la dynamique des populations de requins.

Le détail de cette étude est publié dans le journal Proceedings of the National Academy of Sciences (en anglais).

Génétique

Science