L'ADN du mammouth laineux séquencé aux trois quarts

Enfermé dans une gangue de kératine d'un cheveu, d'un poil ou d'une griffe, aussi résistante qu'un bon plastiqueplastique, les fragments d'ADN se conservent très bien et restent isolés de l'extérieur. Dans les os, ces fragiles moléculesmolécules sont plus facilement dégradées et, de plus, les restes de tissus osseux sont colonisés par des bactéries et des champignonschampignons microscopiques.

L'idée de chercher de l'ADN dans les phanèresphanères de mammifèresmammifères (qui ne contiennent pourtant pas de cellules) n'est pas nouvelle. Récemment, des poils ayant censément appartenu à un yéti ont pu être attribués à un cousin himalayen du chamois. Le pelage du mammouth a lui aussi fait l'objet d'analyses. Aux Etats-Unis, Webb Miller et Stephan C. Schuster (Penn State University, Etats-Unis) en ont même fait une spécialité. Au sein du Mammoth Genome Project, ces biologistes et leurs collègues ont analysé entre 2005 et 2007 des restes d'ADN récupérés dans des poils de dix mammouths laineux (MammuthusMammuthus primigenius). Il s'agissait d'ADN mitochondrial, autrement dit le matériel génétiquematériel génétique inclus dans les mitochondries. Distinct de celui du noyau de la cellule (qui, lui, porteporte la propre information génétique de l'organisme complet), il n'est transmis que par la mère. L'équipe avait pu séquencer 13 millions de paires de bases (les lettres du code génétiquecode génétique).

Cette fois, la même équipe est partie en quête de l'ADN du noyau. Parce qu'ils ne possédaient pas de pelage de mammouth, les biologistes ont déniché un vendeur russe sur eBay et, affirment-ils, ont vérifié que les échantillons avaient été obtenus légalement. Selon l'équipe, ces morceaux de pelage venaient de deux individus (femelles) vieux de 20.000 ans pour l'un et d'au moins 60.000 ans pour l'autre, et appartenant également à l'espèceespèce M. primigenius.

Ces poils de mammouth laineux contiennent un ADN précieux. © S.C. Schuster et al./Mammoth Genome Project

Séquençage automatique

Après rinçage des poils à l'eau de Javel (pour détruire les traces d'ADN étrangers en surface), l'échantillon a été soumis à une méthode récente et très efficace de séquençageséquençage automatique, connue sous le nom de « 454 », mise au point par la société Roche. Grâce à elle, 3,3 milliards de paires de bases ont été déchiffrées. Sans connaître le chiffre exact, les biologistes pensent que le génome complet devait en comporter plus de 4 milliards. Le séquençage réalisé en approche donc les trois quarts.

L'analyse de cet ADN nucléaire confirme des conclusions tirées de l'étude de l'ADN mitochondrial et concernant l'évolution de ces pachydermes. Mammouths et éléphants auraient divergé il y a environ 6 millions d'années, c'est-à-dire, soulignent les chercheurs, à peu près au même moment que la séparationséparation entre les humains et les chimpanzéschimpanzés. Or, les mammouths sont plus proches des éléphants actuels que l'homme l'est du chimpanzé. L'évolution aurait donc été plus lente et la diversité génétique est restée plus faible chez les pachydermes.

Il y a deux millions d'années, les mammouths laineux, qui peuplaient les terres froides du nord de l'Europe et de la Sibérie, semblent s'être séparés en deux groupes génétiquement séparés. L'une de ces populations se serait éteinte il y a 45.000 ans tandis que l'autre aurait disparu bien plus tard, il y a seulement 10.000 ans environ. Les raisons de ces extinctions restent toujours mystérieuses. Un temps accusé, l'homme a été innocenté, au moins pour la première phase de la disparition, grâce, déjà, à la génétique. La chute d'une comète a été évoquée pour la disparition du mammouth mais aussi d'autres grands mammifères.

Le séquençage a été réalisé grâce à une méthode automatisée et très rapide. © S.C. Schuster et al./Mammoth Genome Project

A partir de ces travaux, les biologistes espèrent mieux comprendre les mécanismes à l'œuvre au cours de l'évolution et, ici, de repérer des modifications génétiques qui expliqueraient comment une espèce vivant en pays chaud a pu au fil du temps s'adapter au froid sibérien. L'idée est de déterminer les protéinesprotéines (donc les gènesgènes) présentes chez le mammouth mais chez aucun autre mammifère.

En étudiant d'autres individus, les chercheurs ont aussi l'espoir de trouver des éléments qui expliqueraient la disparition de ces animaux. Par exemple, expliquent-ils, le génome des organismes contiennent souvent du matériel génétique provenant de virusvirus et qui ne génère pas nécessairement de pathologiespathologies, mais une modification au cours du temps peut entraîner un changement de l'interaction virus-hôte et conduire à des maladies. Un autre phénomène détectable de cette manière serait un isolement des populations conduisant à une trop forte consanguinitéconsanguinité, laquelle multiplie l'occurrence de mutations néfastes.

Ces résultats confortent aussi l'intérêt du pelage comme source potentielle d'ADN et soulignent la rapiditérapidité des progrès en matièrematière de séquençage. Alors qu'une armada de biologistes et des moyens lourds ont été nécessaires pour séquencer le génome humain et ses trois milliards de paires de bases entre le début des années 1990 et 2001, le même travail sur le génome du mammouth a été réalisé en très peu de temps par une équipe modeste et un petit budget.

Optimistes, les chercheurs pensent que leurs résultats, s'ils permettent à l'avenir de cerner les causes d'extinction du mammouth, pourraient expliquer pourquoi certaines espèces disparaissent plus vite que d'autres. Stephan C. Schuster prend l'exemple du Diable de TasmanieDiable de Tasmanie (un mammifère marsupialmarsupial ressemblant au chienchien) dont les populations régressent régulièrement à cause, semble-t-il, de l'extension d'une maladie grave, une tumeurtumeur de la face.

Emportés par leur enthousiasme, ces biologistes vont plus loin. Selon eux, l'intégration d'un génome de mammouth dans un ovuleovule d'éléphant pour obtenir un animal vivant devrait être possible « un jour ».