La paramécie décryptée

Tant d'énigmes cachées à l'intérieur d'une seule cellule ! La séquence complète du génome de la paramécie, organisme unicellulaire, a été réalisée au Genoscope-Centre national de séquençage¹ et publiée dans la revue Nature le 9 novembre dernier. Cette avancée a été rendue possible grâce au groupement de recherche européen (GDRE) « Paramecium Genomics », composé de labos français, allemands et polonais. Créé en 2002 puis renouvelé en 2006, ce GDRE a été mis en place sous l'impulsion de chercheurs du Centre de génétique moléculaire (CGM) du CNRS, à Gif-sur-Yvette. « L'objectif était le séquençage du génome de la paramécie, outil indispensable pour étudier la fonction des gènes. Mais cela demande de très gros moyens financiers et technologiques. À la suite d'un séquençage partiel qui s'est révélé très prometteur, nous devions parvenir à structurer notre communauté avant de nous lancer dans le séquençage complet. C'est ce que nous avons fait en créant ce groupement de recherche européen », explique Jean Cohen, directeur de recherche CNRS et coordinateur du GDRE.

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© H. Raguet/CNRS Photothèque

Initié par le GDRE « Paramecium Genomics », le séquençage du génome de la paramécie a été réalisé au Genoscope, premier « grand équipement » français en biologie.

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Autour de ce projet ambitieux, les chercheurs du CGM ont réussi à fédérer six laboratoires français, trois laboratoires allemands et trois laboratoires polonais. « C'est ainsi que nous avons réussi à obtenir une aide importante du CNRS, sans laquelle le projet n'aurait pas vu le jour, et à convaincre le conseil scientifique du Genoscope de l'intérêt du séquençage de ce génome. »

Autre réalisation du GDRE : la création de la base de données ParameciumDB², qui inclut la séquence génomique et les informations génétiques disponibles et qui recueille les annotations apportées par les chercheurs. Car le but du séquençage n'est pas d'avoir uniquement une suite de A, T, C et G – les bases de l'ADN – mais aussi de pouvoir ensuite exploiter ce génome. Ainsi, grâce à cette base de données, se greffent peu à peu l'ensemble des connaissances sur le génome et la biologie de la paramécie. Le maintien et la mise à jour régulière de cette base de données constituent un investissement important pour les laboratoires du GDRE.

Grâce au séquençage du génome de la paramécie, les chercheurs espèrent donner un nouvel élan aux recherches sur cet organisme eucaryote qui pourrait devenir une référence pour la biologie au même titre que la levure ou le nématode. « La paramécie a des caractéristiques qui la distinguent de la levure et qui pourraient permettre de mieux comprendre certaines maladies humaines. Par exemple, sa surface est recouverte de cils qui lui permettent de se déplacer et de se nourrir. Or, chez les humains, il existe de nombreuses cellules ciliées : épithéliums des bronches ou des oviductes, spermatozoïdes. Il y a aussi des cellules à cils sensoriels dans l'oreille interne et la rétine. De nombreuses pathologies et malformations résultent de dysfonctionnements de ces cils, par exemple l'hydrocéphalie³ ou certaines formes de stérilité masculine », explique Jean Cohen. Comme les gènes des protéines ciliaires sont très conservés dans l'évolution, la paramécie est un bon modèle – d'autant plus intéressant qu'il est extrêmement facile d'éteindre spécifiquement l'activité des gènes de son patrimoine.

Par ailleurs, les analyses du génome publiées dans Nature montrent l'intérêt de la paramécie pour étudier l'évolution. « Dès le début du séquençage, nous avons compris que le génome de la paramécie comportait des surprises ! Celui-ci possède 40 000 gènes, une fois et demie de plus que l'homme, et au cours de l'évolution, il a subi au moins trois duplications qui sont toujours apparentes. » Ces duplications du génome sont rares, et leur rôle dans l'évolution des espèces – y compris chez l'homme – est mal connu. Le génome de la paramécie devient ainsi incontournable pour évaluer leur impact sur l'histoire du vivant. Une raison de plus, s'il en fallait, pour poursuivre l'exploitation du génome de ce minuscule être unicellulaire qui contient quelques-uns des secrets de nos origines.

Sebastián Escalón