Lonesome George, une tortue géante des Galápagos vieillissante, était la dernière de son espèce. Lorsqu’un chercheur a repéré ce reptile de près d’un mètre cinquante de long errant sur l’île de Pinta en 1971, on croyait son espèce éteinte depuis des décennies. Pendant les 40 années qui ont suivi – jusqu’à sa mort en 2012 – Lonesome George était considéré comme la seule tortue géante de Pinta sur la planète.
Maintenant, les chercheurs utilisent le matériel génétique de cette tortue emblématique ainsi que l’ADN d’une autre tortue à longue durée de vie, la tortue géante d’Aldabra, pour mieux comprendre ce qu’il faut pour vivre longtemps.
Dans une nouvelle étude publiée lundi dans Nature Ecology and Evolution, les chercheurs ont séquencé les gènes de Lonesome George et de ses congénères tortues géantes pour comparer les liens génétiques communs à d’autres animaux à longue durée de vie – comme les rats-taupes nus, les chauves-souris, certaines espèces de baleines et les humains.
Ils ont trouvé un ensemble d’adaptations génétiques liées à la suppression du cancer, à la réparation de l’ADN et à l’inflammation, jetant les bases de futures expériences sur les mécanismes du vieillissement.
Avec ce nouvel aperçu de la biologie des tortues, les chercheurs espèrent également que cette analyse pourrait aider à prévenir la longue fin solitaire des tortues géantes restantes dans le monde.
Ce qu’ils ont fait
Quand Adalgisa ‘Gisella’ Caccone a commencé à essayer d’assembler l’ensemble complet des gènes de Lonesome George en 2010, la technologie était lente et coûteuse.
Le séquençage d’un génome consiste à déterminer l’ordre de chaque base d’ADN dans les cellules d’un organisme. Le projet du génome humain, un effort pour cartographier tous les gènes du génome humain achevé en 2003, a pris près de 15 ans de la planification à l’achèvement de la séquence et a coûté 2,7 milliards de dollars – bien en dehors du budget pour un projet de conservation des tortues.
Les tortues géantes d’Aldabra sont originaires des Seychelles, près de la côte est de l’Afrique, à l’autre bout du monde de leurs parents dans les îles Galápagos. Photo par Trisha Shears
Mais Caccone, un biologiste évolutionniste de l’Université de Yale, a bénéficié d’un boom ultérieur dans la technologie de séquençage. Avec la séquence génétique de Lonesome George en main, Caccone avait besoin de quelqu’un ayant une expertise dans l’analyse du génome. Lorsqu’un groupe de chercheurs espagnols a lancé un appel pour trouver des gènes de tortue à étudier, Caccone leur a dit « vous êtes venus du ciel ».
Victor Quesada, de l’Université d’Oviedo dans le nord de l’Espagne, était l’un de ces chercheurs. Il a vu une opportunité de comparer ces reptiles rares avec ce que nous savons déjà du vieillissement humain, puis d’explorer les gènes qui pourraient contrôler le processus.
Un génome ne vient pas divisé en gènes, donc l’équipe a choisi deux méthodes pour le décomposer.
La première était une « approche automatique », a déclaré Quesada. Ils ont essayé de prédire tous les gènes présents dans les tortues géantes à l’aide d’un algorithme qui a comparé leurs génomes aux séquences de gènes connues des tortues souples chinoises et des humains.
« Les humains et les tortues ont partagé un ancêtre commun il y a environ 300 millions d’années, donc malgré leurs différences visuelles, les espèces partagent encore beaucoup de gènes », a déclaré Quesada. « Chaque leçon biochimique que vous apprenez d’une espèce, vous pourriez probablement l’appliquer indirectement à une autre. »
La deuxième approche était une analyse manuelle. « Nous avons recherché les gènes associés à la longévité », a déclaré Quesada. Pour qu’un organisme vive longtemps, il doit éviter les maladies – comme le cancer et le diabète – ainsi que la dégénérescence de ses articulations, muscles et organes. Ainsi, la liste de Quesada comprenait des gènes connus pour produire des protéines qui régulent la façon dont un organisme traite les nutriments, répare l’ADN et tue les agents pathogènes et les tumeurs.
En ciblant plus de 3 000 gènes d’intérêt, les chercheurs ont pu taquiner les variations entre les humains et les tortues.
« Cette analyse est très puissante. Elle distingue cet article de nombreux autres articles », a déclaré Vadim Gladyshev, un biologiste qui étudie le vieillissement à la Harvard Medical School et qui n’a pas participé à la nouvelle étude. « L’article est une avancée importante en termes de biologie des tortues, mais en termes d’approche comparative, c’est aussi une ressource importante. »
Pourquoi c’est important
Grâce à cette analyse, les chercheurs ont pu réduire leur liste initiale de 3 000 gènes à 43 séquences spécifiques qui pourraient avoir contribué à la longue vie sans maladie de Lonesome George. Pour les chercheurs qui étudient le vieillissement, il s’agira des prochaines cibles pour de nouvelles expériences sur la façon dont ces gènes changent réellement la vie d’un organisme.
La compréhension de ces gènes pourrait être vitale pour les espèces apparentées à Lonesome George, a déclaré Linda Cayot, conseillère scientifique du Galapagos Conservancy, un groupe qui défend la protection des îles Galápagos et de leurs habitants animaux. Leur longue et lente existence « a été la clé de leur survie – d’une époque de surexploitation à une époque de plus grande illumination et de conservation », a-t-elle écrit dans un courriel.
La mort de Lonesome George, a déclaré Cayot, a inspiré l’intérêt scientifique pour les tortues géantes et a stimulé les efforts de conservation qui pourraient protéger les espèces restantes de tortues géantes des Galápagos du même sort. « Nous envisageons même de restaurer une population de tortues à Pinta – l’île de Lonesome George », a écrit Cayot.
Lonesome George était une icône de la conservation, a déclaré Caccone, mais une icône de la conservation qui peut également fournir des indications sur la santé humaine et le vieillissement : Il est rare de trouver « un génome qui peut faire les deux ».
« Lorsque vous séquencez le dernier animal d’une espèce, combien de fois le dernier message qu’il envoie est un message d’espoir pour nous ? ». Caccone a dit.