Recherche : le génome de l'oursin totalement décrypté

Publié le 20 novembre 2006 par CUZON

L'aboutissement du décryptage complet du génome de l'oursin vient d'être rendu public dans la prestigieuse revue « Science ». Il s'agit du premier génome d'échinoderme, groupe qui comporte des animaux marins apparus il y a environ 540 millions d'années et qui inclut également les étoiles de mer.

Reportage vidéo sur TFI

Une odyssée scientifique

Un regroupement international de laboratoires de recherche comptant 240 scientifiques de onze pays a travaillé au séquençage de ce génome riche de 812 millions de paires de bases et mené à bien son analyse.

Il y a 100 ans déjà, l'oursin avait permis d'établir une théorie de l'hérédité en se basant sur l'observation des chromosomes. Il représente un modèle incontournable pour comprendre le développement des animaux.

Les trois stations marines de l'Université Pierre et Marie Curie, représentées par les Unités associées au CNRS de Roscoff, Banyuls et Villefranche ont participé à cette odyssée scientifique, sous la bannière du réseau d'excellence « Marine Genomic Europe » financé par la Communauté européenne.

Patrick Cormier, Bertrand Cosson, Robert Bellé, Odile Mulner-Lorillon et Julia Morales qui forment l'équipe « Cycle cellulaire et développement » de la Station biologique de Roscoff sont impliqués dans cet aboutissement qui ouvre sur des perspectives considérables pour leurs propres recherches.

L'oursin est un invertébré qui d'un point de vue génétique est très proche de l'homme. Outre l'intérêt fondamental de comprendre comment sont orchestrés les gènes dans le cadre de l'évolution des êtres vivants, l'obtention du génome de cet animal offre l'occasion aux chercheurs de disposer de nouveaux outils en biologie cellulaire et moléculaire.

70 % des gènes (il y en a 23.500), et des protéines d'oursin sont retrouvés chez l'homme, contre

seulement 40 % dans le cas de la mouche drosophile.

Oursin et homme : 70 % de gènes communs

Les chercheurs ont découvert des gènes impliqués dans la vision ou l'audition chez l'oursin alors que ces animaux sont dépourvus d'oeil et d'oreille ! Enfin, l'étude de leur système immunitaire inné pourrait conduire à la production de nouveaux moyens de lutte contre les maladies infectieuses. Les dotations de l'Arc, de la Ligue contre le cancer, les financements publics et notamment l'engagement du conseil général et de la Région, vis-à-vis de la Station Biologique de Roscoff, trouvent là encore une justification éloquente.

Les chercheurs affichent leur satisfaction de disposer de ce nouvel outil. L'obtention du génome de l'oursin ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre les mécanismes complexes qui dirigent la vie de la cellule et de l'organisme. Avec un génome plus simple que celui des vertébrés, les études fonctionnelles réalisées sur cet organisme en réponse à la fécondation et au cours du développement embryonnaire, laissent présager une identification plus rapide de nouvelles cibles thérapeutiques.

Extrait du 20 novembre 2006 – " Le Télégramme "

Les surprises du génome de l'oursin

Des chercheurs de la Station biologique de Roscoff ont participé à son analyse qui ouvre des pistes médicales prometteuses.

ROSCOFF. - Quelque 240 scientifiques du monde entier ont participé à l'analyse du génome de l'oursin dont les résultats viennent d'être publiés dans la prestigieuse revue Science. Parmi eux, trois équipes de chercheurs de l'université Pierre et Marie-Curie et du CNRS, basées à Banyuls, Villefranche-sur-Mer et Roscoff, dans le Finistère.

Le décryptage des 814 millions de base du génome de l'échinoderme, contenant 23 000 gènes, a étonné les chercheurs. « C'est une surprise, souligne Patrick Cormier, patron de l'équipe du centre de biologie marine de Roscoff. L'analyse montre 70% de similitudes entre les gènes d'oursins et les gènes humains, contre seulement 40% dans le cas de la drosophile, la mouche du vinaigre».

Plus résistant aux bactéries

L'oursin est donc un parent relativement proche de l'homme. « Et comme il a un génome plus simple que celui des vertébrés, avec moins de gènes dupliqués. On peut plus facilement faire le lien direct entre une fonction et un gène.» Mieux comprendre l'influence d'un gène sur le fonctionnement de l'organisme peut ouvrir des pistes pour de futures thérapies. Reste à bien établir ces liens. Car, parmi les autres découvertes inattendues, l'oursin posséderait de nombreux gènes impliqués dans la vision ou l'audition..., alors que l'animal ne possède ni oeil ni oreille.

La meilleure connaissance du génome de l'oursin aidera sans doute à comprendre les très intéressantes particularités de l'animal: « Il a un système immunitaire inné exceptionnellement développé qui lui permet de réagir immédiatement à de nombreuses attaques bactériennes sans attendre la formation d'anticorps.» Certaines de ces fonctions seraient-elles conservées chez l'homme sans que nous les connaissions encore ?

Enfin, l'oursin, dont le développement de l'embryon est très semblable à celui de l'humain (tout au moins dans ses premières phases) semble bénéficierd'un très performant système de régulation de la division des cellules. «Ces recherches peuvent nous faire avancer dans la connaissance du mécanisme de certains cancers, comme la leucémie», assure Patrick Cormier.

Gilles ALLIAUME. - Ouest-France du 24 novembre 2006

L'oursin, un de nos plus proches parents

LE DECRYPTAGE du génome de l’oursin Strongylocentrotus purpuratus, vient d’être réalisé. Trois équipes scientifiques du Centre des Sciences de la Mer de l’Université Pierre et Marie Curie qui regroupe ses 3 stations marines, associées au CNRS, de Banyuls (UMR7628), Roscoff (UMR 7150) et Villefranche-sur-Mer (UMR7009) réunies sous la bannière du réseau d’excellence « Marine Genomics Europe » financé par la Communauté Européenne ont participé à ce décodage en collaboration avec plusieurs dizaines d’équipes de recherche étrangères.
C’est une découverte majeure car l’analyse de ce génome montre que 70% des gènes d’oursin, et des protéines pour lesquelles ils codent, sont retrouvés chez l’homme, contre seulement 40% dans le cas de la drosophile.
De grandes avancées scientifiques dans la biologie moléculaire du développement ont été réalisées grâce à l’étude de la reproduction chez l’oursin. C’est pourquoi un grand nombre de scientifiques se penchaient sur ce décryptage enfin réalisé et qui est paru dans la prestigieuse revue « Science » le 10 novembre 2006. Il s’agit du premier génome d’echinodermes, animaux marins apparu il y a environ 540 millions d’années.
A l’origine du projet, un regroupement international de laboratoires de recherche travaillant sur ce modèle. Ce consortium a obtenu du Baylor College of Medicine (Houston) le séquençage de ce génome de 814 millions de paires de base qui contient environ 23 000 gènes. Dix milles gènes ont déjà fait l’objet d’une analyse plus détaillée ; une annotation à laquelle ont participé les trois stations marines de l’Université Pierre et Marie Curie : Banyuls Roscoff et Villefranche-sur-Mer.
De manière inattendue, des gènes codant pour des protéines sensorielles impliquées dans la vision ou l’audition ont été identifiés chez l’oursin. Ces animaux étant dépourvu d’œil et d’oreille, à proprement parlé, la fonction de ces gènes reste donc à découvrir.
Aussi surprenante est l’étude du système immunitaire de l’oursin. C’est un système immunitaire inné (qui produit une réponse immédiate survenant chez tout individu en l’absence d’immunisation préalable) mais qui est exceptionnellement développé chez l’oursin. En particulier celui-ci possède un très large éventail de récepteurs normalement spécialisés dans la reconnaissance de composants bactériens.
Ce système immunitaire, extrêmement complexe fonctionne en l’absence du système adaptatif (réponse plus tardive et spécifiquement adaptée au pathogène rencontré) que nous connaissons chez les hommes. Pourtant certains gènes de protéines impliquées dans notre système immunitaire sont présents chez l’oursin, quelles fonctions remplissent-ils. Certaines de ces fonctions seraient-elles conservées chez l’homme sans que nous les connaissions ? Une meilleure compréhension de l’évolution des systèmes immunitaires pourrait conduire à des avancées majeures dans le combat que mène la recherche pour le traitement des maladies infectieuses.
Ainsi, l’obtention du génome de l’oursin ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre comment l’ensemble des produits des gènes est impliqué dans les mécanismes complexes qui dirigent la vie de la cellule et de l’organisme et tout particulièrement pour étudier les étapes précoces du développement embryonnaire qui présente de grande similitude avec le développement de l’humain.
Avec un génome plus simple que celui des vertébrés, contenant moins de gènes dupliqués, ce modèle facilitera les études fonctionnelles, ce qui laisse présager un rôle important dans l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques.

Contact : Sylvie Sarzana E-Mail : sylvie.sarzana@upmc.fr
Sites web des stations marines concernées et contacts :