Peut-on parler de science au moment o\u00f9 la canicule s\u00e9vit, que la guerre est juste \u00e0 c\u00f4t\u00e9, qu\u2019il est question que notre \u00e9conomie s\u2019effondre et que, bien s\u00fbr, il n\u2019est plus temps de penser au climat en folie, au vivant qui meurt et aux jeunes qui croient encore que l\u2019on peut faire quelque chose\u00a0? Eh bien, le titre de ce blog offre la r\u00e9ponse\u00a0: comprendre parce que c\u2019est important. Alors quand on ne comprend plus grand-chose au monde humain, il est d\u2019autant plus important d\u2019observer la nature et d\u2019apprendre d\u2019elle. Je m\u2019y efforce et, de temps en temps, je partage sur ce blogue une observation qui a enrichi ma connaissance.<\/p>\n
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Remarque\u00a0: cette petite note pr\u00e9suppose quelques connaissances de base en biologie mol\u00e9culaire.<\/p>\n
Depuis LUCA \u2013 Last Universal Common Ancestror, dernier anc\u00eatre commun universel – tous les organismes s\u2019\u00e9panouissent selon la sch\u00e9matique repr\u00e9sentation de l\u2019arbre de l\u2019\u00e9volution. Chaque \u00eatre vivant est ainsi reli\u00e9 \u00e0 chacun des autres par un chemin unique dont les deux branches repr\u00e9sentent l\u2019\u00e9volution des deux esp\u00e8ces depuis leur dernier anc\u00eatre commun. Il serait bien pratique d\u2019avoir une m\u00e9trique qui permettrait de mesurer la distance \u00e9volutive par la longueur de la branche. Moyennant une bonne calibration, on pourrait peut-\u00eatre m\u00eame mettre une date sur l\u2019origine de chaque branche. Un r\u00eave\u00a0!<\/p>\n
Alors que dites-vous de l\u2019id\u00e9e\u00a0suivante ?<\/p>\n
On le sait, les prot\u00e9ines sont une cha\u00eene d\u2019acides amin\u00e9s choisis parmi 20. On le sait aussi, chaque acide amin\u00e9 est cod\u00e9 sur l\u2019ADN par un codon de 3 bases choisies parmi 4, ce qui offre en principe 4x4x4 = 64 possibilit\u00e9s. Ainsi, le m\u00eame acide amin\u00e9 peut g\u00e9n\u00e9ralement \u00eatre d\u00e9termin\u00e9 par plusieurs codons. Par exemple, l\u2019acide amin\u00e9 lysine peut \u00eatre cod\u00e9 par le codon AAA ou AAG. Que se passe-t-il si une mutation change un codon en un autre qui code pour le m\u00eame un acide amin\u00e9\u2009? On parle alors de mutation synonyme. En principe, elle ne change rien \u00e0 la prot\u00e9ine.<\/p>\n
Une mutation qui ne change rien peut \u00eatre fort int\u00e9ressante puisqu\u2019elle n\u2019est ni favoris\u00e9e ni d\u00e9favoris\u00e9e par l\u2019\u00e9volution. Ainsi, le nombre de mutations synonymes entre deux esp\u00e8ces devrait \u00eatre un indicateur du temps pass\u00e9 depuis l\u2019anc\u00eatre commun. Les mutations synonymes pourraient \u00eatre l\u2019horloge de l\u2019\u00e9volution.<\/p>\n
Autre approche. Imaginez que l\u2019on souhaite conna\u00eetre l\u2019effet d\u2019une mutation sur la bonne marche de l\u2019organisme. C’est le probl\u00e8me de la relation entre le g\u00e9notype et le ph\u00e9notype. Le probl\u00e8me est difficile parce que, le plus souvent, on ne sait pas ce que fait la prot\u00e9ine. Ensuite, une prot\u00e9ine agit souvent \u00e0 diff\u00e9rents niveaux. On appelle cela la pl\u00e9iotropie. Surtout, une prot\u00e9ine ne fonctionne jamais seule. Alors, face \u00e0 toutes ces incertitudes, une bonne mutation qui existe, mais ne fait rien pourrait \u00eatre un pr\u00e9cieux indicateur du niveau z\u00e9ro de l\u2019action.<\/p>\n
Pourtant le concept de mutation synonyme ne peut pas \u00eatre rigoureusement correct. Si, par exemple, les codons AAA ou AAG d\u00e9terminent le m\u00eame acide amin\u00e9 Lysine dans la prot\u00e9ine, le chemin pour y arriver n\u2019est pas le m\u00eame. <\/strong>Il passe en particulier par l\u2019ARN messager dont la forme d\u00e9pend de la s\u00e9quence. A priori, il n\u2019y a pas de raison pour que le ribosome ou les diff\u00e9rents complexes de r\u00e9glages qui interagissent avec l\u2019ARN n\u2019y voient pas de diff\u00e9rence.<\/p>\n Je suis ne suis pas g\u00e9n\u00e9ticien, mais, tardivement, j\u2019ai d\u00e9couvert cette science passionnante et diablement importante. Le cours d\u2019un coll\u00e8gue m\u2019en a donn\u00e9 les bases s\u00e9rieuses. C\u2019est ainsi que j\u2019ai d\u00e9couvert la richesse et la subtilit\u00e9 de l\u2019id\u00e9e des mutations synonymes et l\u2019usage qui en est fait en recherche. J\u2019ai confiance que mes coll\u00e8gues ont conscience des limites du concept. Finalement, c\u2019est la nature qui d\u00e9cide.<\/p>\n Justement, le 8 juin, jour de mon 80e<\/sup> anniversaire, un article publi\u00e9 dans la revue Nature m’a frapp\u00e9. C’est un appel \u00e0 la prudence [Shen et al. 2022]. Voil\u00e0 de quoi il s\u2019agit.<\/p>\n Les auteurs ont induit 8341 mutations dans des cellules de levure \u2013 ce qui prouve que les m\u00e9thodes de mutagen\u00e8se contr\u00f4l\u00e9e fonctionnent vite et bien. Parmi ces milliers de mutations, il y en avait des synonymes, des non-synonymes et aussi quelques autres types de mutations. Le but du travail consiste \u00e0 comparer la fitness de tous ces mutants, c\u2019est-\u00e0-dire la vitesse de croissance du nombre de cellules dans un bon milieu de culture. De cette vaste \u00e9tude, les auteurs tirent la surprenante conclusion exprim\u00e9e dans le titre de l\u2019article\u00a0: les mutations synonymes dans des g\u00e8nes repr\u00e9sentatifs de levure sont g\u00e9n\u00e9ralement fortement non-neutre. Par exemple, trois quarts d\u2019entre elles produisent une diminution de fitness comparable \u00e0 celle des mutations non synonymes. Prudemment, ils sugg\u00e8rent que certaines des conclusions bas\u00e9es sur l\u2019hypoth\u00e8se de neutralit\u00e9 des mutations synonymes doivent \u00eatre consid\u00e9r\u00e9es avec prudence\u00a0!<\/p>\n Alors, le mot mutation synonyme est-il synonyme de mutation non synonyme\u00a0?<\/p>\n Je me r\u00e9jouis d\u2019avoir l\u2019avis de mes coll\u00e8gues.<\/p>\n Shen X, Song S, Li C, Zhang J. Synonymous mutations in representative yeast genes are mostly strongly non-neutral. Nature. 2022 Jun;606(7915):725-731. doi: 10.1038\/s41586-022-04823-w. Epub 2022 Jun 8. PMID: 35676473.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Peut-on parler de science au moment o\u00f9 la canicule s\u00e9vit, que la guerre est juste \u00e0 c\u00f4t\u00e9, qu\u2019il est question que notre \u00e9conomie s\u2019effondre et que, bien s\u00fbr, il n\u2019est plus temps de penser au climat en folie, au vivant qui meurt et aux jeunes qui croient encore que l\u2019on peut faire quelque chose\u00a0? 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