Une équipe de recherche internationale a réalisé un séquençage presque complet du génome du requin du Groenland, le vertébré le plus long vivant pouvant atteindre 400 ans. Des éléments du code génétique, capables de prolonger la vie, pourraient un jour être transférés au génome humain, suscitant des espoirs fascinants pour l’avenir.
Une équipe de recherche internationale a séquencé presque complètement le génome du requin du Groenland (Somniosus microcephalus), le plus ancien parmi les vertébrés et l’une des espèces les plus durables au monde. Selon une étude intitulée « Eye lens radiocarbon reveals centuries of longevity in the Greenland shark » publiée en 2016 par des scientifiques de la Section de Biologie Marine de l’Université de Copenhague (Danemark), ce poisson cartilagineux peut vivre plus de 400 ans. La datation au carbone-14 de leurs tissus permet d’estimer une longévité comprise entre 272 et plus de 500 ans. Aucun autre vertébré n’égale ces requins mystérieux, qui passent leur longue vie dans les eaux froides de l’Arctique et de l’Atlantique Nord, bien que récemment, des chercheurs aient aperçu un spécimen près d’un atoll au Belize, dans les eaux chaudes des Caraïbes.
Les animaux les plus vieux de la Terre
Il existe d’autres espèces vivant dans des environnements froids qui ont une longévité remarquable, comme la baleine du Groenland (Balaena mysticetus), qui peut atteindre 200 ans, la carpe Koi (plus de 220 ans) et la palourde océane (Arctica islandica) de l’Atlantique Nord, qui peut dépasser 500 ans. Toutefois, le plus ancien est la célèbre méduse immortelle, un hydrozoaire dont le cycle biologique lui permet de vivre indéfiniment en passant de la phase larvaire à celle adulte et vice versa de manière théoriquement infinie. L’environnement froid n’est pas le seul facteur contribuant à la longévité des requins polaires. Un autre critère important est leur métabolisme et leur croissance lente: en effet, le requin du Groenland ne grandit que d’un centimètre par an, mais peut atteindre plus de 6 mètres de long, et sa maturité sexuelle n’est atteinte qu’après 100 ans. Il est évident que le « secret » de cette longévité exceptionnelle réside dans le génome du requin ; c’est pourquoi les scientifiques ont décidé de le séquencer.
Le génome du requin du Groenland est extrêmement vaste et riche en gènes de réparation de l’ADN
La nouvelle étude a été réalisée par une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques allemands de l’Institut Leibniz sur le vieillissement – Fritz Lipmann Institute (FLI) et de l’Université Ruhr de Bochum, qui ont collaboré étroitement avec des collègues de plusieurs institutions. Parmi ces dernières, la Sequencing Facility, l’Institut Max Planck de Génétique Moléculaire, le Département de Physique et Astronomie de l’Université d’Aarhus et trois universités italiennes : l’Université de Gênes, l’École Normale Supérieure de Pise et la Station Zoologique Anton Dohrn de Naples. Les chercheurs, sous la direction du professeur Steve Hoffmann, ont découvert que le génome du requin polaire est énorme, le plus grand parmi tous ceux séquencés des autres requins, et qu’il est le double de celui des êtres humains. La longueur du code génétique est une caractéristique également constatée dans d’autres espèces qui présentent une longévité significative. Les scientifiques ont réussi à séquencer jusqu’à 92 pour cent du génome du poisson et ont fait une découverte très intéressante : environ 70 pour cent est constitué d’éléments transposables, les fameux gènes “sautants” qui, grâce à des enzymes nommées transposases, peuvent se déplacer d’une position à une autre de la molécule d’ADN.
En général, ces gènes sautants sont considérés comme un risque potentiel de mutations et de pathologies associées, comme le cancer, tandis que chez le requin du Groenland, ils semblent constituer un atout. Parmi ces gènes particuliers, plusieurs ont pour fonction la réparation de l’ADN, s’étendant donc tout au long du génome ; cela aurait déclenché un ralentissement des processus de vieillissement et un combat contre les pathologies y étant liées, comme les tumeurs. « L’effet nocif de ces éléments transposables (gènes sautants) n’est pas seulement annulé, mais peut même être inversé, de sorte que l’intégrité du génome est encore meilleure chez le requin du Groenland », a déclaré à la CNN le professeur Arne Sahm de l’Université Ruhr. « En utilisant les génomes publics des requins comme comparaison, nous avons découvert que les gènes spécifiquement dupliqués chez le requin du Groenland forment un réseau fonctionnellement connecté, enrichi pour la fonction de réparation de l’ADN », ont souligné les scientifiques dans l’abstract de l’étude, qui n’a pas encore été soumise à une révision par les pairs. De plus, ils ont découvert une caractéristique distinctive dans le suppresseur tumoral clé p53, une protéine connue comme le “gardien du génome” car elle protège l’ADN contre les mutations nocives.
Pourquoi le génome du requin du Groenland pourrait nous faire vivre plus longtemps
Comprendre la structure et le fonctionnement du génome du requin du Groenland et d’autres espèces particulièrement longeves et résistantes, comme le rat africain, pourrait permettre d’obtenir des bénéfices significatifs pour la longévité humaine, notamment grâce à la mise au point de nouveaux médicaments capables d’activer certains gènes humains de manière similaire à ceux des animaux centenaires. Il pourrait également être possible d’utiliser des thérapies géniques et de l’édition génétique pour reproduire ou même insérer ces gènes dans notre propre ADN. Actuellement, les techniques de « coupe et collage » de l’ADN comme le CRISPR-CAS9 ne sont pas encore autorisées chez les humains en raison des risques importants pour la santé (notamment en raison des mutations non ciblées), mais à l’avenir, un « renforcement » du génome humain ne peut être exclu, bien que cela vise principalement l’élimination des maladies congénitales graves.
Comme l’a expliqué à la CNN la docteure Vera Gorbunova de l’Université de Rochester à New York, la nature choisit différents mécanismes pour la réparation de l’ADN. Une fois que nous saurons exactement comment ils fonctionnent, « nous pourrions alors envisager de concevoir un médicament spécifique ciblant cet enzyme spécifique du génome », a-t-elle souligné. « Nous pouvons rêver d’une thérapie génique ; peut-être pourrions-nous donner aux personnes un gène du requin du Groenland, mais cela pourrait être un approche plutôt science-fiction, alors que quelque chose de plus réalisable serait sans doute de concevoir un médicament qui cible un gène humain et le fasse fonctionner un peu plus comme celui du requin du Groenland. Et cela… améliorerait la réparation de l’ADN chez les humains », a conclut l’experte sur la chaîne américaine. Les détails de la recherche intitulée « Le génome du requin du Groenland (Somniosus microcephalus) offre des aperçus sur une longévité extrême » ont été téléchargés sur BiorXiv, en attente de publication dans une revue scientifique.