Des scientifiques découvrent des gènes primordiaux qui existaient avant toute vie sur Terre

Certains gènes existaient avant toute forme de vie connue : une découverte qui change notre idée de l'évolution

Les gènes primordiaux pourraient nous révéler une vérité que nous n’avions jusqu’à présent qu’effleurée : la vie sur Terre aurait pu commencer bien plus tôt que nous l’imaginons. Certains gènes présents aujourd’hui dans presque tous les organismes vivants existaient – ​​et s’étaient déjà dupliqués – avant même l’apparition de l’ancêtre commun universel dont nous descendons tous.

Une découverte qui ne concerne pas seulement la biologie évolutive, mais touche à une question plus large : comment la vie est-elle née ? Et surtout, qu'y avait-il avant ?

Quelles ont été les premières fonctions cellulaires apparues il y a des milliards d’années ?

Chaque forme de vie actuelle, des bactéries aux plantes en passant par les humains, partage un ancêtre qui vivait il y a environ quatre milliards d'années. Les scientifiques l'appellent le « dernier ancêtre commun universel » : c'est le point le plus éloigné que l'on puisse étudier aujourd'hui avec les outils de l'évolution.

Il y a pourtant un détail qui change de perspective. À l’époque de cet ancêtre, de nombreuses caractéristiques fondamentales étaient déjà présentes : les cellules avaient des membranes bien structurées et l’information génétique était stockée dans l’ADN. Bref, la vie n'était plus « en construction », mais déjà étonnamment organisée. Pour vraiment comprendre comment tout a commencé, il faut remonter encore plus loin.

Une étude publiée dans Cell Genomics et menée par Aaron Goldman de l'Oberlin College, Greg Fournier du Massachusetts Institute of Technology et Betül Kaçar de l'Université du Wisconsin-Madison a identifié une piste concrète : suivre les traces de gènes très rares et très anciens qui ont survécu jusqu'à ce jour.

Goldman l'explique clairement : même si l'ancêtre commun universel est le plus ancien organisme que nous puissions analyser avec les méthodes actuelles, certains gènes contenus dans son génome étaient beaucoup plus anciens. Et c’est là que les gènes primordiaux entrent en scène.

Paralogues universels

Les chercheurs se concentrent sur un groupe spécial de gènes appelés « paralogues universels ». En biologie, un paralogue est un gène qui s’est dupliqué au fil du temps au sein d’un même génome. Cela arrive tout le temps : de petites erreurs de copie produisent plusieurs versions du même gène, qui se spécialisent ensuite. Un exemple simple : chez l’homme, il existe huit gènes d’hémoglobine, tous dérivés d’un seul gène ancestral apparu il y a environ 800 millions d’années. Au fil du temps, chaque exemplaire a acquis une fonction légèrement différente.

Les paralogues universels, cependant, sont une autre affaire. Ce sont des familles génétiques présentes en au moins deux exemplaires dans le génome de presque tous les organismes vivants. Cela signifie que leur duplication s'est produite avant la naissance de l'ancêtre commun universel. Il y a quatre milliards d’années.

Autrement dit, ces génies sont les témoins d’une époque que l’on croyait inaccessible. Et c’est précisément grâce aux nouvelles technologies, telles que les outils informatiques avancés, l’intelligence artificielle et le matériel optimisé pour l’analyse génétique, que nous pouvons aujourd’hui reconstruire cette histoire invisible. Les chercheurs ont analysé tous les paralogues universels connus jusqu'à présent et ont découvert un élément surprenant : tous sont impliqués dans la production de protéines ou dans le transport de molécules à travers les membranes cellulaires.

Ce n'est pas un détail mineur. Cela signifie que parmi les toutes premières fonctions biologiques apparues sur Terre, il y aurait eu la synthèse et le transport des protéines à travers les membranes primitives. Les fondements mêmes de la vie cellulaire.

En parallèle, l’équipe a même reconstruit en laboratoire la version ancestrale d’une de ces protéines. Pas un modèle théorique, mais une véritable protéine, obtenue en combinant biologie évolutive et biologie computationnelle. Et le résultat a été surprenant : même sous sa forme la plus simple, cette protéine était capable de se lier aux membranes et d’interagir avec le système qui produit les protéines. Ergo, les cellules primordiales, aussi rudimentaires soient-elles, étaient déjà fonctionnelles. Pas des amas aléatoires de molécules, mais des systèmes capables de s’organiser eux-mêmes.

Selon Betül Kaçar, suivre les traces des gènes primordiaux signifie connecter les toutes premières étapes de la vie aux instruments scientifiques les plus modernes. C'est une manière de transformer les questions les plus profondes de l'évolution en hypothèses vérifiables. Et peut-être qu’à l’avenir, l’identification de nouveaux paralogues universels permettra d’aller encore plus loin, en reconstruisant un chapitre de l’histoire de la Terre resté jusqu’ici dans l’obscurité.

Car comprendre comment la vie est née n’est pas qu’une question académique. C’est une manière de comprendre à quel point la complexité biologique que nous tenons pour acquise aujourd’hui est fragile, rare et précieuse. Et les génies primordiaux, silencieux et obstinés, commencent à nous en parler.

Source : Génomique cellulaire