Le mucus est si pratique que nous le faisons évoluer encore et encore, selon une étude

Le règne animal dégouline pratiquement de mucus.

Les amphibiens, les escargots et les limaces sont parmi les maîtres les plus célèbres du mucus, mais même le micro-organisme le plus solitaire peut suinter de temps en temps une boue visqueuse.

Dans notre propre espèce, le mucus est produit dans la bouche, le nez, la gorge, les poumons, l’intestin, le col de l’utérus et les voies urinaires, le tout à des fins diverses.

Pourtant, l’origine de la boue du monde est un mystère.

Malgré les nombreuses similitudes entre les mucus, de nombreuses formes ont évolué en parallèle et non de manière ramifiée et arborescente.

À travers les glandes et entre les mammifères, une petite étude a révélé que de nombreux gènes de mucus ne partagent en fait pas un ancêtre commun.

Ceci est inhabituel car la plupart des gènes ayant des fonctions similaires proviennent d’un gène ancestral partagé qui est transmis de génération en génération car il confère des avantages à la survie.

Même dans notre propre espèce, les gènes qui codent pour les protéines du mucus appartiennent à plusieurs familles. L’un sécrète des protéines de mucus formant un gel, tandis qu’un autre produit des protéines de mucus liées à la membrane d’une cellule. Il existe également des gènes « orphelins » qui codent pour la production de mucus qui ne correspondent pas tout à fait ailleurs.

Chacune de ces lignées distinctes a probablement évolué indépendamment, et les chercheurs pensent maintenant qu’ils ont compris d’où ils venaient.

En comparant les gènes codant pour le mucus, connus sous le nom de gènes de la mucine, sur 49 espèces de mammifères, l’équipe a découvert que les protéines non mucines peuvent évoluer en protéines mucines visqueuses lorsque de courtes chaînes répétées d’acides aminés (éléments constitutifs des protéines) sont à nouveau ajoutées.

Parmi tous les gènes de mucine étudiés, ces répétitions aléatoires ont été comptées 15 fois différentes.

En d’autres termes, certains gènes chez les mammifères qui codent pour des protéines non mucines tendent vers la viscosité avec le temps. Selon les auteurs de la présente étude, les protéines riches en proline, un acide organique, sont les plus susceptibles de devenir gluantes avec les générations.

“Je ne pense pas que l’on sache auparavant que la fonction des protéines peut évoluer de cette façon, à partir d’une protéine gagnant des séquences répétées”, déclare le biologiste évolutionniste Omer Gokcumen de l’Université de Buffalo.

“Une protéine qui n’est pas une mucine devient une mucine simplement en gagnant des répétitions. C’est un moyen important par lequel l’évolution crée de la boue. C’est une astuce évolutive, et nous documentons maintenant que cela se produit encore et encore.”

Les auteurs ont découvert par hasard leur découverte en étudiant la salive humaine. Au cours des expériences, ils ont remarqué qu’un gène particulier de la mucine chez l’homme présentait des similitudes avec un autre observé chez la souris.

Quand ils ont essayé de trouver une ascendance commune, cependant, ils ont échoué.

Le gène de la mucine chez la souris semble avoir évolué indépendamment, bien qu’une partie du gène partage une structure observée dans les gènes responsables des larmes humaines, qui ne sont pas considérées comme du mucus.

“Nous pensons que d’une manière ou d’une autre, ce gène de larme finit par être réutilisé”, explique Gokcumen.

“Il gagne les répétitions qui lui confèrent la fonction de mucine, et il est maintenant abondamment exprimé dans la salive de souris et de rat.”

Si Gokcumen et ses collègues ont raison, leurs résultats offrent aux scientifiques un nouveau mécanisme d’évolution génétique – la formation d’une nouvelle fonction génique sans le processus habituel d’un événement de duplication de gène.

Cette série parallèle de mutations dans des gènes non apparentés entraînant la même fonction est un exemple d’évolution convergente (où la pression sélective façonne la même fonction à partir d’origines biologiques non apparentées, comme les ailes de chauve-souris et d’oiseau) se produisant au niveau génétique.

“Si ces mucines continuent d’évoluer à partir de non-mucines encore et encore chez différentes espèces à différents moments, cela suggère qu’il existe une sorte de pression adaptative qui les rend bénéfiques”, explique le généticien évolutionnaire Petar Pajic de l’Université de Buffalo.

“Et puis, à l’autre bout du spectre, peut-être que si ce mécanisme déraille – se produit trop ou dans le mauvais tissu – alors peut-être qu’il peut entraîner des maladies comme certains cancers ou des maladies des muqueuses.”

Bien que l’étude du mucus ne semble pas être la plus magique des entreprises scientifiques, ce n’est guère une poursuite à renifler.

L’étude a été publiée dans Avancées scientifiques.

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