Ce n’est pas le fond génétique qui manque le moins…
Dans un génome, une même mutation peut engendrer des effets différents et avoir des conséquences distinctes chez les individus en raison de la variation de leur patrimoine génétique. Dans une étude publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), des scientifiques ont entrepris la caractérisation systématique de ces effets en utilisant la levure de boulanger, Saccharomyces cerevisiae, comme organisme modèle.
Chez différents individus, la même mutation peut conduire à des phénotypes différents en raison d'effets de fonds génétiques. Ceci est couramment observé dans divers organismes, y compris chez l’Homme pour de nombreuses maladies humaines. Bien que des exemples isolés de tels effets du fond génétique aient été observés, une vue systématique sur un grand nombre d'individus fait toujours défaut.
Dans cette étude, des scientifiques ont étudié les effets du fond génétique associés à des mutations de perte de fonction chez 37 isolats naturels différents de la levure Saccharomyces cerevisiae. En analysant la variabilité pour un total de 4469 gènes (soit ~75% du génome de la levure) ils ont constaté que 15 % d'entre eux, lorsqu'ils étaient touchés par une mutation, présentaient une variation en fonction des isolats et donc du fond génétique. Parmi ces gènes présentant une variation continue, les gènes liés à la fonction mitochondriale sont significativement surreprésentés et ces derniers ont montré des schémas inversés de gain ou de perte de fitness avec des gènes impliqués dans la transcription et le remodelage de la chromatine ainsi que dans le transport nucléaire-cytoplasmique, suggérant un potentiel recâblage fonctionnel. De plus, il a été montré que ces effets peuvent être atténués ou exacerbés par les conditions de culture et donc plus particulièrement l’environnement. En effet, cet anti-corrélation suggère un recâblage fonctionnel potentiel qui peut être modulé à la fois par le patrimoine génétique et l'environnement. De manière intéressante, tous les gènes ayant des effets dépendants du fond génétique ont tendance à avoir une connectivité intermédiaire au niveau du réseau d'interaction génétique et présentent une relaxation de la pression de sélection au niveau de la population, mettant en évidence certaines de leurs caractéristiques évolutives.
Figure : Recâblage fonctionnel révélé par (anti-)corrélations des phénotypes de croissance liés aux pertes de fonctions des gènes, observés chez les souches génétiquement diverses. Chaque cercle correspond à un gène. Les gènes impliqués dans les fonctions cellulaires enrichies sont surlignés avec différentes couleurs.
Pour en savoir plus :
Loss-of-function mutation survey revealed that genes with background-dependent fitness are rare and functionally related in yeast
Elodie Caudal, Anne Friedrich, Arthur Jallet, Marion Garin, Jing Hou, and Joseph Schacherer
PNAS, 6 septembre 2022. doi.org/10.1073/pnas.2204206119
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Génétique moléculaire, génomique et microbiologie (CNRS/Université de Strasbourg)
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