Nouvelles méthodes en biologie évolutive : structures protéiques vs. séquences d'ADN

Dans le monde de la biologie, les scientifiques essaient toujours de comprendre comment les différentes espèces vivantes sont liées entre elles. C'est un peu comme résoudre un énorme arbre généalogique, mais au lieu de parler de ton oncle et ta tante, on parle de toutes sortes de créatures vivantes, des petites bactéries aux grandes baleines bleues. Au fur et à mesure que les chercheurs rassemblent plus d'infos sur les génomes de différentes espèces, ils peuvent poser des questions plus complexes sur l'évolution de la vie au fil du temps. Cependant, il y a des défis avec les méthodes traditionnelles pour cartographier ces relations, surtout quand les organismes sont très différents les uns des autres.

#Les Défis des Méthodes Traditionnelles

Les méthodes traditionnelles pour étudier les relations entre les espèces reposent souvent sur l'analyse de leur ADN ou de leurs séquences de protéines. Ces séquences peuvent montrer à quel point les espèces sont liées. Mais voilà le hic : quand les séquences sont trop différentes, c'est dur de voir une connexion claire. C'est comme essayer de dire si deux tableaux viennent du même artiste quand l'un est moderne et l'autre une œuvre ancienne – pas évident, non ?

Pour contourner ce problème, les scientifiques ont commencé à penser différemment et à envisager d'utiliser les formes des protéines au lieu de juste leurs séquences. L'idée, c'est que les structures des protéines pourraient changer plus lentement que les séquences, ce qui en fait des indicateurs potentiellement meilleurs de la façon dont les espèces sont liées. Cependant, il n'y a pas beaucoup de Structures de protéines disponibles pour des études à grande échelle, ce qui pose un problème.

#Un Changement de Jeu : AlphaFold2

Puis est arrivé un vrai changement : AlphaFold2. Cet outil a rendu beaucoup plus facile la prédiction des structures de protéines, et ça a ouvert de nouvelles portes dans l'étude de la biologie. Les chercheurs peuvent maintenant examiner les structures de protéines à travers de nombreuses espèces différentes à une échelle qui était auparavant jugée impossible. Avec cette avancée, de nouveaux outils logiciels ont vu le jour, comme Foldseek, qui aide les scientifiques à aligner rapidement et efficacement les structures de protéines.

#La Puissance des Structures de Protéines

Avec l'arrivée de Foldseek et d'outils similaires, les chercheurs cherchent à voir à quel point ils peuvent utiliser ces structures de protéines pour déterminer les relations entre les gènes humains et ceux d'autres espèces. En faisant cela, ils espèrent créer un ‘phylome humain’, qui est un peu comme un arbre généalogique montrant toutes les différentes versions des gènes chez les humains et comment ils se rapportent aux gènes d'autres êtres vivants.

Le processus commence par la sélection d'une série d'espèces eucaryotes, qui sont des organismes avec des cellules complexes. Les chercheurs rassemblent des structures de protéines d'une base de données spéciale et s'assurent que les structures sont fiables en éliminant celles qui ne respectent pas un certain standard de qualité. Ensuite, ils comparent les protéines humaines à celles d'espèces sélectionnées en utilisant à la fois des méthodes traditionnelles basées sur les séquences et les nouvelles méthodes basées sur les structures.

#Comprendre les Résultats

En cherchant des correspondances, les chercheurs ont utilisé deux méthodes principales : BLASTP, qui est l'outil traditionnel de comparaison de séquences, et Foldseek, qui compare les structures de protéines. Étonnamment, ils ont découvert que toutes les correspondances n'étaient pas les mêmes. Une petite partie des paires trouvées par les deux méthodes était identique, ce qui indique une grande différence entre la façon dont les deux approches fonctionnent. Alors que BlastP a trouvé beaucoup de correspondances uniques, Foldseek a aussi découvert des connexions intéressantes dans ce qu'on appelle la ‘zone crépusculaire’ de similarité génétique, où les séquences sont trop différentes pour être facilement comparées.

Cette recherche a montré que même si Foldseek pourrait être génial pour identifier des parents éloignés que les séquences manquent, il semble aussi passer à côté de certaines relations établies que BlastP trouve facilement. C’est comme retrouver un cousin perdu au bout du monde tout en réalisant que tu as raté la réunion de famille juste au bout de la rue.

#Quelle Méthode Fonctionne Mieux ?

Maintenant que les chercheurs avaient les deux méthodes à disposition, ils devaient voir laquelle donnait de meilleurs résultats pour construire des arbres généalogiques, appelés phylogénies. Ils ont utilisé divers moyens pour évaluer l’exactitude de leurs arbres, en regardant comment ils s’alignaient avec les regroupements d’espèces connus.

Finalement, les méthodes basées sur les séquences ont systématiquement mieux fonctionné que celles basées sur les structures dans presque tous les scénarios testés. Cela suggère que, bien que les structures de protéines aient leurs utilisations, les séquences ADN restent la clé pour retracer avec précision les relations évolutives.

#En Résumé

Alors, quel est le bilan ? Bien que l'utilisation des structures de protéines offre de nouvelles perspectives sur l'évolution, ça ne surpasse pas encore les méthodes traditionnelles. L'exploration des structures de protéines est excitante et a ouvert de nouvelles voies pour la recherche, mais il semble qu'il y ait encore de la place pour l'amélioration des méthodes basées sur les structures.

#Une Dernière Pensée Drôle

Si les protéines étaient des gens à une fête, certaines seraient super à l'aise pour faire des connexions (comme BlastP). D'autres pourraient être un peu décalées et ne se lier qu'avec des parents éloignés (salut, Foldseek). Mais ensemble, elles pourraient organiser une fantastique réunion évolutive si elles jouent bien leurs cartes !