Simple Science

La science de pointe expliquée simplement

# Biologie# Biologie de l'évolution

Variants de levure : Le débat sur la forme

De nouvelles découvertes montrent le rôle des variantes génétiques dans la forme des levures.

José Aguilar-Rodríguez, Jean Vila, Shi-An A. Chen, Manuel Razo-Mejia, Olivia Ghosh, Hunter B. Fraser, Dan F. Jarosz, Dmitri A. Petrov

― 8 min lire


Fitness génétique chez laFitness génétique chez lalevuregénétiques de la levure.question les idées sur les variantsDe nouvelles découvertes remettent en
Table des matières

Dans le monde de la génétique, les scientifiques se retrouvent souvent dans un duel autour de deux grandes idées sur la façon dont les variations de nos gènes affectent la forme physique. Pense à une rivalité sportive où chaque équipe pense que sa théorie est celle qui marque le plus de points.

La Vision Classique vs. La Théorie de l'Équilibre

D'un côté, on a la vision classique, qui dit que la plupart des variantes de gènes courantes (les petites différences dans notre ADN) ne sont pas nuisibles, tandis que les rares peuvent poser problème. Donc, si tu trouves une variation génétique populaire, elle pourrait juste rester tranquille en arrière-plan, sans vraiment nuire ni aider.

De l'autre côté, il y a la théorie de l'équilibre. Cette théorie soutient que beaucoup de ces variantes génétiques populaires pourraient en fait être bénéfiques dans certaines situations. Alors, même si elles sont fréquentes, elles font quelque chose d'important pour l'organisme, comme aider à s'adapter à différents environnements. Imagine que la prochaine fois que tu grignotes un truc, ça t'aide vraiment à courir plus vite-là, c'est une bonne variante !

Preuves provenant de la Levure

Pour trancher ce débat, les scientifiques se sont tournés vers la levure, ces petites bestioles qui font lever ton pain et pétiller ta bière. Ils ont utilisé une méthode cool appelée CRISPEY-non, ce n'est pas un nouveau snack, mais un outil d'édition génétique-pour voir comment des milliers de ces variations génétiques se comportaient dans différentes circonstances.

Imagine avoir une boulangerie avec des milliers de types de pain différents. Les scientifiques voulaient voir quels types rendaient les gens plus heureux. Après beaucoup de travail, ils ont compris que certaines variantes de gènes n'étaient souvent pas super pour la forme physique, tandis que d'autres étaient bénéfiques et plutôt populaires, surtout dans certaines souches de levure vivant dans des environnements créés par l'homme, comme ta brasserie locale.

Le Duel de la Forme

Dans leurs expériences, les chercheurs ont mis en place diverses conditions, comme une course pour la survie, pour voir quelles variantes de levure prospéraient. Ils ont remarqué que beaucoup de variantes bénéfiques provenaient de levure utilisée dans la brasserie ou la boulangerie, montrant que ces variantes étaient favorisées par les conditions locales créées par les humains. C'est comme donner un coup de pouce à ton athlète préféré parce qu'il s'entraîne sur ton terrain local-il connaît simplement mieux le terrain !

Ils ont découvert que 39 % des variantes qu'ils ont examinées avaient un impact réel sur la forme physique. Ça veut dire qu'une fois sur trois, les variantes faisaient quelque chose d'important ! C'est comme découvrir qu'un presque deux sur cinq de tes snacks peuvent réellement t'aider à courir plus vite (à condition qu'il ne s'agisse pas juste de plus de cookies).

Variantes Courantes : Les Surperformants

Ensuite, les scientifiques ont réalisé que certaines des variantes courantes-celles que tout le monde semblait avoir-se comportaient en fait plutôt bien. Elles étaient comme des élèves surdoués dans une classe où tout le monde essaie juste de passer.

Parmi les variantes courantes, environ 22 % montraient une excellente forme physique, ce qui signifie qu'elles ne flottaient pas juste ; elles contribuaient vraiment de manière positive. Cette découverte était un gros deal parce qu'elle allait à l'encontre de l'idée classique selon laquelle commun signifie ennuyeux ou neutre.

La Vie Secrète des Levures : Ce Qui les Rend Spéciales

En creusant plus profondément, ils ont noté que ces variantes courantes et bénéfiques se trouvaient surtout dans la levure domestique-celles qui traînent dans les brasseries, boulangeries et caves à vin. On pourrait dire que ces variantes se sont adaptées à vivre la dolce vita, profitant des avantages des environnements humains.

C'était un twist amusant parce que ça suggérait que ces souches de levure avaient appris à prospérer grâce à la touche humaine dans leurs habitats. C'est un peu comme tu pourrais t'améliorer aux jeux vidéo en jouant dans une arcade remplie de pros.

Le Délire des Variantes Non-Neutres

Ce qui est encore plus intéressant, c'est que les variantes non-neutres-celles qui montraient des effets notables sur la forme physique-avaient tendance à être rares. C'est comme trouver un Pokémon rare qui est incroyablement puissant mais qui n'est pas souvent vu. Ces variantes n'aimaient pas trop être entourées de trop d'autres de leur genre, ce qui suggère qu'elles étaient un peu nerveuses ou juste timides.

Quand ils ont examiné comment ces variantes étaient réparties parmi différentes souches de levures, ils ont découvert que les variantes rares étaient souvent cachées, attendant le bon moment pour briller, tandis que les populaires se mêlaient librement.

Les Dangers de la Popularité : Une Histoire de Mise en Garde

Être une variante commune n'est pas tout rose. Il semble que ces variantes puissent être soumises à ce qu'on appelle la « sélection négative ». En termes simples, cela signifie qu'elles peuvent être éliminées du pool génétique si elles ne se portent pas bien.

Cependant, les chercheurs ont aussi trouvé que certaines de ces variantes communes montraient des signes d'être bénéfiques. Ces variantes amicales du quartier aidaient les levures à se mettre en valeur dans des environnements humains, indiquant qu'elles pourraient jouer un rôle dans l'adaptation. Pense à ce super-héros d'un groupe qui sauve la mise pendant que tout le monde essaie juste de comprendre comment enfiler sa cape.

La Nature des Mutations Missens

Un type de mutation qui a attiré beaucoup d'attention était appelé une mutation missens. Ces mutations changent un acide aminé d'une protéine, et il s'avère qu'elles peuvent être assez significatives. En fait, les chercheurs ont découvert que ces variantes de missens étaient plus susceptibles d'affecter la forme physique de la levure.

Pour le dire avec humour, c'est comme remplacer les pépites de chocolat dans ta recette de cookies par quelque chose de plus fou, comme des graines de chia. Selon la façon dont ces graines s'intègrent, tu peux finir avec un cookie innovant et sain, ou une concoction bizarre que personne ne veut manger.

L'Âge des Variantes

En continuant leur examen, ils ont trouvé que les variantes plus anciennes avaient tendance à être plus rares, tandis que les variantes plus jeunes apparaissaient plus fréquemment. C'était comme une nouvelle tendance de mode qui s'installe rapidement mais finit par s'estomper. Les styles plus anciens peuvent toujours être là mais sont souvent mis de côté par le look hip.

Dans la levure, si une variante est un singleton-comme cette chaussette solitaire que tu ne peux jamais retrouver un partenaire pour-elle est généralement plus jeune. Les chercheurs ont pensé que les variantes plus jeunes pourraient encore être en train de passer des tests par la nature pour voir comment elles s'insèrent dans le grand schéma des choses.

Un Twist Local : Adaptation Environnementale

Pas surprenant que certaines variantes qui s'intégraient vraiment bien dans un environnement pourraient galérer dans un autre. C'est comme un poisson qui prospère dans un étang chaud mais qui s'agite s'il est jeté dans un lac glacé. Certaines variantes allaient bien dans les environnements confortables et contrôlés créés par les humains, suggérant qu'une adaptation locale était en jeu.

Donc, pendant que certaines variantes de gènes traînaient juste, d'autres portaient leurs meilleurs chapeaux de fête, prêtes à s'adapter à tout ce que la vie leur réservait.

Conclusion : La Grande Image

Au final, que signifient toutes ces découvertes ? Il s'avère que, même si beaucoup de variantes de gènes peuvent rester tranquilles et ne pas faire grand-chose, il y a une bonne partie d'entre elles qui peuvent mettre le feu aux poudres si on leur donne les bonnes conditions. La recherche a montré un équilibre entre la vision classique de la neutralité et l'idée que certaines variantes courantes peuvent être bénéfiques.

Le gros truc à retenir ici, c'est que même si on pourrait penser à nos variantes génétiques comme un ennui, il se passe beaucoup plus de drame-comme une télé-réalité où chacun a son histoire, certains prospères, d'autres juste en train de survivre, et quelques-uns volant absolument la vedette.

Alors la prochaine fois que tu savoures un morceau de pain délicieux ou que tu sirotes ta bière préférée, souviens-toi-les petites levures qui travaillent dans l'ombre font partie d'une histoire beaucoup plus grande qui continue à se dérouler à chaque bouchée.

Source originale

Titre: Massively parallel experimental interrogation of natural variants in ancient signaling pathways reveals both purifying selection and local adaptation

Résumé: The nature of standing genetic variation remains a central debate in population genetics, with differing perspectives on whether common variants are mostly neutral or have functional effects. We address this question by directly mapping the fitness effects of over 9,000 natural variants in the Ras/PKA and TOR/Sch9 pathways--key regulators of cell proliferation in eukaryotes--across four conditions in Saccharomyces cerevisiae. While many variants are neutral in our assay, on the order of 3,500 exhibited significant fitness effects. These non-neutral variants tend to be missense and affect conserved, more densely packed, and less solvent-exposed protein regions. They are also typically younger, occur at lower frequencies, and more often found in heterozygous states, suggesting they are subject to purifying selection. A substantial fraction of non-neutral variants showing strong fitness effects in our experiments, however, is present at high frequencies in the population. These variants show signs of local adaptation as they tend to be found specifically in domesticated strains adapted to human-made environments. Our findings support the view that while common variants are often neutral, a significant proportion have adaptive functional consequences and are driven into the population by local positive selection. This study highlights the potential to explore the functional effects of natural genetic variation on a genome scale with quantitative fitness measurements in the laboratory, bridging the gap between population genetics and functional genomics to understand evolutionary dynamics in the wild.

Auteurs: José Aguilar-Rodríguez, Jean Vila, Shi-An A. Chen, Manuel Razo-Mejia, Olivia Ghosh, Hunter B. Fraser, Dan F. Jarosz, Dmitri A. Petrov

Dernière mise à jour: 2024-10-31 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.621178

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.621178.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

Articles similaires