Comment les humains ont inconsciemment façonné la vie sexuelle des levures et pourquoi c’est important !

Les levures, des partenaires discrets de l’histoire humaine

Nous utilisons les levures depuis des milliers d’années pour faire lever le pain ou fermenter les boissons bien avant d’en comprendre la biologie. Contrairement aux plantes et aux animaux, les levures n’ont jamais été domestiquées intentionnellement. Pourtant, leur utilisation répétée dans des environnements contrôlés (brasserie, cave, fromagerie…) a exercé une pression de sélection forte.

Pour mesurer les effets de cette domestication non intentionnelle, des scientifiques, dans une étude publiée dans la revue PNAS, ont rassemblé une grande collection de 771 souches de levure de l’espèce Saccharomyces cerevisiae provenant du monde entier, certaines issues de milieux sauvages, d’autres de brasseries, de boulangeries ou de vignes.

À l’état sauvage, la levure utilise très majoritairement un mode de reproduction appelé automixie. Une seule spore suffit : après la germination, lors des premières divisions cellulaires, la cellule peut changer de signe sexuel puis fusionner avec elle-même. 
Ce mécanisme, contrôlé par le gène HO, permet à la levure de conserver son identité génétique.  

Des domestications indépendantes favorisant la diversité génétique

Les souches domestiquées, telles que celles isolées à partir du fromage, de la bière, de certains types de vin, de bioéthanol et de différents alcools asiatiques, ont perdu cette capacité. Elles ont radicalement changé leur mode de reproduction. Ces changements sont survenus indépendamment dans différentes lignées, suggérant que les levures d’origine différente ont évolué de façon similaire mais séparément, une signature d’évolution convergente. En étudiant les mutations accumulées dans le gène HO dans des lignées de souches provenant de vins européens, de bière ou d’alcool à base de riz asiatique, il a été possible de retracer les évènements majeurs de domestication qui ont eu lieu. Ces mutations, indépendantes mais se traduisant toutes par des pertes de fonction au niveau du gène HO, conduisent à une probabilité plus élevée de croisement avec d’autres souches. En effet, dans plusieurs cas, la perte de fonction de ce gène (d’où la préférence pour la reproduction sexuée) est corrélée à une plus grande diversité génétique. 
Ainsi, contrairement à ce qui est observé pour les plantes et les animaux domestiques, les levures domestiquées présentent souvent une plus grande diversité génétique que les levures sauvages, malgré des goulots d’étranglement démographiques. Ce travail montre ainsi que les changements du cycle de vie liés à la domestication peuvent façonner les génomes de manière profonde.

Figure : Le réseau d’haplotypes du gène HO dans le contexte de plus de ~3 000 isolats naturels de S. cerevisiae. Chaque nœud regroupe des souches portant la même séquence d’HO et les points noirs en ligne solide indiquent le nombre de substitutions nécessaires pour arriver à une autre séquence (haplotype). Les lignes pointillées indiquent les transitions potentielles alternatives. Les modes de cycle de vie, selon nos données sur 771 souches, sont projetés sur les nœuds avec des couleurs différentes et proportionnelles au nombre de souches dans chaque catégorie. Les évènements majeurs de domestication sont soulignés et les principales lignées ayant des cycles de reproduction modifiés sont indiquées.

En savoir plus : Becerra-Rodríguez C, Thiele P, Brach G, Dutta A, Garin M, Tan G, Loegler V, Friedrich A, Andrews B, Boone C, Schacherer J, Hou J. Domestication drives repeated evolution of sexual-asexual life cycle trade-offs in yeast. Proc Natl Acad Sci U S A. 2026 Jan 13;123(2):e2526682123. doi: 10.1073/pnas.2526682123. Epub 2026 Jan 8. PMID: 41505518.