Les animaux des premières branches de l'arbre de vie, comme les méduses et les éponges de mer, défient les conventions habituelles du vieillissement. Certaines montrent des capacités à régénérer les tissus endommagés ou manquants, à stopper ou à inverser le vieillissement, et dans le cas d'au moins une espèce de méduse, elles montrent une forme d'"immortalité". Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de Californie à Davis et de la Harvard Medical School examine en détail un groupe de protéines appelées sirtuines, liées à la protection contre les lésions cellulaires et le vieillissement, chez ces animaux et dans le reste du règne animal. Les travaux ont été publiés le 6 septembre dans Molecular Biology and Evolution .

David Gold, professeur adjoint au Département des sciences de la Terre et des planètes, UC Davis College of Letters and Science ; et David Sinclair, de la Harvard Medical School, ont entrepris de reconstituer l'évolution des sirtuines en accordant une attention particulière aux animaux sous-étudiés des premières branches de la vie.

"Le gros point à retenir est qu'il y a eu un rayonnement de sirtuines au début de l'évolution animale, avec une perte substantielle au fil du temps. Si vous ne regardez que les organismes modèles (c'est-à-dire la levure, les vers ronds, les mouches des fruits, les mammifères), il semble que le nombre des sirtuines a augmenté au cours de l'évolution. Mais nous décrivons plusieurs sirtuines qui n'ont pas été reconnues auparavant, qui se trouvent principalement chez les premiers animaux à ramification comme les méduses, les anémones de mer et les éponges de mer », a déclaré Gold.

Le laboratoire de Sinclair a initialement aidé à découvrir le lien entre la sirtuine et le vieillissement chez la levure et les liens entre les protéines de sirtuine et la longévité chez les mammifères.

"L'une de mes spécialités est de reconstruire l'évolution des familles de gènes sur de longues périodes. J'ai donc suggéré d'examiner la distribution des sirtuines chez les premiers animaux pour voir s'il existe une corrélation entre les copies de sirtuines et leur longévité inhabituelle", a déclaré Gold.

Plus de 15 000 protéines sirtuines ont été identifiées dans plus de 6 000 espèces d'êtres vivants. Les sirtuines sont impliquées dans le métabolisme du nicotinamide adénosine dinucléotide, ou NAD, qui joue un rôle central dans le métabolisme énergétique, la réparation de l'ADN et d'autres processus vitaux à l'intérieur des cellules. Les sirtuines et le NAD sont impliqués dans deux voies principales, chacune impliquant une protéine différente, NAMPT ou PNC1. Les voies NAMPT se trouvent chez les mammifères et les bactéries, tandis que PNC1 se trouve chez les mouches des fruits, les levures et les vers ronds. De plus, la plupart des eucaryotes ont plusieurs versions de sirtuine.

Les sirtuines apparaissent tôt dans l'évolution

Parce qu'elles sont si vitales, les sirtuines, NAMPT et PNC1 ont dû apparaître très tôt dans l'évolution de la vie. Mais depuis lors, ils ont traversé de nombreux changements et variations dans les différentes branches de la vie.

Gold et Sinclair ont recherché des protéines de type sirtuine provenant de différents animaux dans des bases de données publiques et les ont assemblées sur un arbre évolutif. Ils se sont concentrés sur les premiers phylums d'animaux ramifiés :Porifera (éponges de mer), Ctenophora (gelées en peigne), Placozoa (animaux ressemblant à des amibes) et Cnidaria (anémones de mer, coraux, méduses et hydres).

Les chercheurs ont découvert plusieurs nouvelles sirtuines, principalement chez les premiers animaux à ramification. Le dernier ancêtre commun de tous les animaux avait au moins neuf sirtuines, ont-ils découvert. Depuis cette époque lointaine, il y a eu un schéma complexe de gains et de pertes. De nouveaux gènes de sirtuine se sont formés à partir de duplications d'anciens. Certaines familles de protéines ont disparu dans une lignée d'animaux mais ont été conservées dans d'autres jusqu'à nos jours.

Les premiers animaux avaient des gènes pour NAMPT et PNC1, mais ceux-ci ont à plusieurs reprises disparu des lignées. Il ne semble pas y avoir de modèle clair expliquant pourquoi un groupe moderne d'animaux a perdu ou retenu l'un ou l'autre, ou pourquoi il a certaines familles de protéines de sirtuine mais pas d'autres, a déclaré Gold. Il ne semble pas non plus y avoir de lien direct entre une famille de sirtuines en particulier et la longévité, a-t-il déclaré. Cependant, la découverte de gènes supplémentaires de sirtuine chez les animaux à ramification précoce est passionnante et pourrait jouer un rôle clé dans leur longévité et leurs stratégies uniques d'histoire de vie.

"Nous ne savons pas encore quel est le lien entre ces copies supplémentaires du gène sirtuine et les histoires de vie inhabituelles des premiers animaux à ramification. C'est la prochaine étape", a déclaré Gold. + Explorer plus loin

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