Des scientifiques de l’Université de Harvard ont assemblé le premier génome presque complet du petit moa de brousse, un oiseau sans pilote qui s’est éteint peu de temps après que les Polynésiens se soient installés en Nouvelle-Zélande à la fin du 13ème siècle. La réalisation rapproche le domaine des génomes éteints de l’objectif de « désextinction” – ramener les espèces disparues à la vie en glissant le génome dans l’œuf d’une espèce vivante, « Jurassic Park”.
« La probabilité de désexcitation augmente à chaque amélioration de l’analyse de l’ADN ancien”, a déclaré Stewart Brand, cofondateur du groupe de conservation à but non lucratif Revive and Restore, qui vise à ressusciter des espèces disparues, notamment le pigeon voyageur et le mammouth laineux, dont les génomes ont déjà été pour la plupart reconstitués.
Pour le moa, dont l’ADN a été reconstruit à partir de l’os de l’orteil d’un spécimen de musée, cela pourrait nécessiter un peu plus de bricolage génétique et beaucoup d’œufs: Le 1-pounder de 6 pouces de long que pondent les émeus pourrait être juste le billet.
Les travaux sur le moa du petit buisson n’ont pas encore été publiés dans une revue (les chercheurs ont publié un article non évalué par les pairs sur un site public), mais des collègues du petit monde des génomes éteints ont chanté ses louanges. Morten Erik Allentoft, du Musée d’histoire naturelle du Danemark, expert de l’ADN moa et d’autres génomes éteints, l’a qualifié de « pas en avant significatif. »Beth Shapiro de l’Université de Californie à Santa Cruz, qui a dirigé une étude de 2017 sur la reconstruction du génome du pigeon voyageur, l’a qualifié de « super cool” car il « nous donne un génome éteint sur une branche évolutive où nous n’en avions jamais eu auparavant. »
Que l’assemblage d’un génome éteint se propage comme le samizdat scientifique n’est pas inhabituel dans ce domaine. Les revues exigent plus des articles que « le voici », a déclaré Ben Novak, co-auteur de l’étude sur les pigeons voyageurs. « Le nombre qui a réellement été fait est peut-être quadruple”les quatre ou cinq génomes éteints officiellement rapportés, « mais les résultats ne sont que dans les laboratoires des gens. »
Les génomes éteints presque complets comprennent deux parents humains, les Néandertaliens et les Dénisoviens, en plus du mammouth laineux et du pigeon voyageur. Le quagga ressemblant à un zèbre a été la première espèce éteinte à voir son ADN séquencé, à l’âge de pierre génomique de 1984, mais il n’est pas à la hauteur des normes modernes.
Les scientifiques sont également sur le point de reconstituer les génomes du dodo, l’oiseau sans vol qui s’est éteint de l’île Maurice, son unique foyer, à la fin des années 1600; et du grand auk, qui a vécu dans l’Atlantique Nord avant de s’éteindre au milieu du 19ème siècle. Le mois dernier, des chercheurs australiens ont dévoilé le génome du tigre de Tasmanie, dont le dernier est mort en captivité en 1936.
Dans chaque cas, les étapes étaient similaires. Les scientifiques collectent des échantillons de tissus à partir de spécimens de musées: les Musées Victoria à Melbourne, en Australie, avaient de grands tigres de Tasmanie, par exemple, tandis que le Musée royal de l’Ontario à Toronto avait un joli os d’orteil provenant du petit moa de la brousse. Ils extraient ensuite l’ADN. Il est presque toujours aussi fragmenté qu’un gobelet de vin brisé, car « la désintégration de l’ADN commence dans les jours qui suivent la mort”, a déclaré Shapiro de l’UCSC.
Heureusement, ce n’est pas un problème. Les séquenceurs génomiques à haut débit d’aujourd’hui fonctionnent en fait mieux sur les scores de mesure de l’ADN pour des centaines de nucléotides – les A, T, C et G emblématiques qui composent l’ADN—long.
La partie délicate consiste à déterminer où les morceaux appartiennent au génome: sur quels chromosomes et dans quel ordre. Pour ce faire, Alison Cloutier de Harvard et le reste de l’équipe de little bush moa (qui a refusé de parler du travail avant sa publication officielle) ont pris leurs 900 millions de nucléotides, dispersés sur des millions de morceaux d’ADN, et ont essayé de les faire correspondre à des emplacements spécifiques sur le génome de l’émeu, un proche parent des neuf espèces de moa.
Cela a permis aux scientifiques d’obtenir environ 85% du génome au bon endroit. « Les 15% restants sont dans leurs données, mais il est difficile de les organiser en utilisant le génome de l’uem”, a déclaré Novak. Transformer de minuscules morceaux d’ADN en un génome complet » a été extraordinairement difficile. Le fait qu’ils puissent obtenir un génome à partir d’un petit os d’orteil de moa de brousse est un gros problème, car maintenant nous pourrions être en mesure d’utiliser leurs données pour faire d’autres espèces d’oiseaux éteintes. »
C’est parce que les génomes d’oiseaux, y compris les huit autres espèces moa (toutes éteintes), ont des structures similaires. C’est-à-dire que les gènes de traits particuliers ont tendance à être sur le même chromosome et disposés par rapport aux autres gènes de manière similaire. Plus il y a d’indices sur la façon d’organiser les morceaux de génome qu’un séquenceur recrache, mieux c’est.
Pour le pigeon voyageur, par exemple, Shapiro et son équipe de paléogénomique ont utilisé le génome du pigeon à queue bandée pour comprendre comment organiser leurs courtes séquences d’ADN. Elle essaie de faire quelque chose de similaire pour le dodo, en utilisant le génome du pigeon nicobar (l’espèce vivante la plus proche) comme modèle.
Il est « extrêmement difficile” de bien organiser l’organisation du génome, a déclaré Charlie Feigin, chercheur postdoctoral à l’Université de Princeton qui a dirigé le séquençage du génome du tigre de Tasmanie. « Vous pouvez regarder des espèces étroitement apparentées pour trouver des indices », mais sans garantie d’obtenir le génome éteint correctement organisé. « Cette structure est importante, mais la mesure dans laquelle elle doit être parfaite est débattue. »Pour le projet mammoth, par exemple, les scientifiques séquencent les chromosomes des éléphants pour avoir une meilleure idée de l’organisation de l’ADN de mammouth, a déclaré George Church de Harvard, qui dirige ce projet. Ils espèrent également améliorer la nature, en transformant génétiquement la résistance au virus de l’herpès dans le génome du mammouth (mieux le maintenir en vie devrait fonctionner). Certains scientifiques pensent que les infections herpétiques ont aidé à tuer le mammouth. Church a déclaré que son laboratoire avait pour objectif d’annoncer des progrès sur les deux fronts cette année.
La meilleure hypothèse est que, si les scientifiques ressuscitaient une espèce éteinte en plaçant son génome réassemblé dans l’œuf d’une espèce vivante, ce ne serait probablement pas une réplique parfaite de l’original. Un pigeon voyageur « éteint » peut manger ce que l’original a fait, mais avoir des comportements reproductifs et sociaux différents, par exemple.
L’étape de mise dans un œuf s’avère plus difficile chez les oiseaux que chez les mammifères. Un génome reconstruit peut être introduit dans un œuf de mammifère avec la technique de clonage qui a produit Dolly le mouton. Mais cela ne fonctionne pas chez les oiseaux — « du moins jusqu’à présent”, a déclaré Brand. Un espoir est d’obtenir une solution de contournement qui a récemment réussi chez les poulets, en mettant essentiellement le génome dans des cellules embryonnaires qui deviennent des ovules ou des spermatozoïdes, pour réussir chez les oiseaux sauvages.
C’est « l’une des choses sur lesquelles Revive and Restore se concentre maintenant”, a déclaré Brand. « La désextinction arrive, progressivement et certainement. Il sera finalement considéré comme une autre forme de réintroduction, ”comme ramener » des loups dans les castors du parc de Yellowstone en Suède et en Écosse. »
Republié avec l’autorisation de STAT. Cet article a été initialement publié le 27 février 2018