3 juin 2010- Publication du génome de l’algue brune « Ectocarpus siliculosus ».

Le séquençage du génome d’une algue multicellulaire apporte un nouvel éclairage sur l’évolution de la multicellularité

Ectocarpus growing on Zostera.
©Akira Peters

Les chercheurs d’un réseau international coordonné par des scientifiques de la Station Biologique de Roscoff (UMR7139 Végétaux Marins et Biomolécules) viennent de découvrir, grâce à l’analyse du génome d’Ectocarpus siliculosus, une famille de récepteur kinases qui a potentiellement joué une rôle clé dans le passage d’un mode de vie unicellulaire à un mode de vie multicellulaire chez les algues brunes. Leurs travaux ont été publiés sur le site de la revue Nature le 3 juin 2010.

Les algues brunes appartiennent au club très fermé des groupes phylogénétiques pour lesquels un développement multicellulaire complexe aboutit à des organismes macroscopiques immédiatement identifiables par leur morphologie, tel les animaux, les plantes supérieurs, les champignons et les algues rouges. Chacun de ces groupes phylogénétiques a acquis la multicellularité indépendamment des autres et chacun d’entre eux peut ainsi être considéré comme une « expérience » évolutive en biologie du développement. En principe, l’analyse comparative de ces groupes phylogénétiques pourrait apporter un nouvel éclairage sur cette importante transition évolutive qu’est l’acquisition de la multicellularité.

Cependant, deux facteurs compliquent de telles analyses. Tout d’abord, les séquences des génomes de certains groupes, comme celui des algues, ne sont pas encore disponibles. A ce sujet, le Genoscope et les chercheurs d’un réseau international coordonné par J. Mark Cock à la Station Biologique de Roscoff (UMR 7139, Végétaux Marins et Biomolécules) viennent de faire un pas en avant en dévoilant les séquences du génome de l’algue brune Ectocarpus siliculosus. Ensuite, le passage à la multicellularité dans les différents groupes s’étend sur plus d’un milliard d’années, ce qui complique considérablement les possibilités de comparaisons entre les groupes.

Undersea view of brown seaweeds.

De manière étonnante donc, il semble que des innovations moléculaires similaires se soient produites indépendamment dans des lignées multicellulaires n’ayant aucun rapport entre elles. En effet, l’analyse du génome d’Ectocarpus siliculosus indique que l’émergence d’une famille de récepteurs kinase pourrait avoir joué un rôle important dans le passage à un mode de vie multicellulaire. Cette observation est remarquable car des familles similaires de récepteurs kinase ont évolué indépendamment chez les animaux et les plantes supérieures, et dans les deux cas, ces familles semblent avoir eu des rôles importants dans l’émergence de la multicellularité à l’intérieur de chaque groupe.

L’analyse du génome d’Ectocarpus est la première étape d’un programme qui a pour but la compréhension de la biologie du développement des algues. Ce travail devrait non seulement améliorer notre connaissance des écosystèmes côtiers, tels que les splendides forêts sous-marines de laminaires, mais pourrait également nous apporter les clés de la compréhension de nos propres origines.

Références  :

T. Receptor kinase signalling in plants and animals : distinct molecular systems with mechanistic similarities Cock JM, Vanoosthuyse V, Gaude T Current Opinion in Cell Biology, April 2002, Volume 14, Issue 2, 230-236 Published online March 2002, doi:10.1016/S0955-0674(02)00305-8

Receptor-like kinases from Arabidopsis form a monophyletic gene family related to animal receptor kinases Shiu SH, Bleecker A Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), August 2001, Volume 98, Issue 19, 10763-10768 Published online September 2001, doi:10.1073/pnas.181147598

En savoir plus :

The Ectocarpus genome and the independent evolution of multicellularity in brown algae, Cock JM et al. Nature (465), 617–621, doi:10.1038/nature09016 Published online 06/03/2010

Contact chercheur  :

Laboratoire des Végétaux Marins et Biomolécules-Roscoff : J. Mark Cock Mail

Genoscope : Patrick Wincker : Mail