Comment des scientifiques ont séquencé le plus ancien ADN au monde

Comment des scientifiques ont séquencé le plus ancien ADN au monde

Les scientifiques David Díez-del-Molino et Love Dalén racontent dans The Conversation comment ils ont séquencé de l'ADN de mammouths vieux de plus d’un million d’années. Leurs travaux changent profondément la manière dont on appréhende l'évolution de cette espèce.

Pour la plupart d’entre nous, les mammouths sont ces pachydermes laineux emblématiques de la dernière période glaciaire, qui a pris fin il y a environ 12 000 ans. En réalité, l’espèce est apparue en Afrique voici près de 5 millions d’années, avant de se répandre et de se diversifier en Eurasie et en Amérique du Nord.

On pensait jusqu’ici que le mammouth des steppes, qui peuplait la Sibérie il y a environ un million d’années, était l’ancêtre d’espèces apparues plus tard, comme les mammouths laineux et colombiens. Est-ce vraiment le cas ?

Dans une nouvelle étude, nous démontrons qu’il est possible de récupérer l’ADN de mammouths vieux de 1,2 million d’années à partir de restes trouvés dans des dépôts de pergélisol. En séquençant cet ADN, nous avons, entre autres découvertes, identifié une lignée de mammouths inconnue, et établi l’origine hybride d’une des espèces de ces mammifères.

UN VÉRITABLE PUZZLE À RECONSTITUER

En 2017, nous avons reçu des échantillons de dents de mammouth extrêmement anciennes que le pergélisol sibérien avait permis de conserver au fil des millénaires. Quelques jours plus tard, notre collègue Patrícia Pečnerová filait au laboratoire afin de tenter d’extraire l’ADN de certains des plus anciens échantillons de mammouths jamais découverts. Elle y est parvenue.

En 2017, nous avons reçu des échantillons de dents de mammouth extrêmement anciennes que le pergélisol sibérien avait permis de conserver au fil des millénaires. Quelques jours plus tard, notre collègue Patrícia Pečnerová filait au laboratoire afin de tenter d’extraire l’ADN de certains des plus anciens échantillons de mammouths jamais découverts. Elle y est parvenue.

Au bout de quelques semaines, nous disposions de millions de séquences d’ADN ressemblant incontestablement au génome de l’éléphant d’Afrique, sur lequel nous nous appuyons pour reconstituer le puzzle que représente chaque génome de mammouth séquencé. Patrícia Pečnerová a établi un certain nombre d’arbres phylogénétiques sommaires – sortes d’arbres généalogiques permettant de retracer l’évolution de l’espèce – et nous les a présentés. Pour un peu, nous nous serions écrié : « Eurêka ! »

Une défense de mammouth laineux en Sibérie.

Il nous a fallu un certain temps pour nous assurer que ces séquences correspondaient bien à de l’ADN de mammouth très ancien. L’ADN fossile se caractérise en effet par un ensemble de dommages chimiques. Si cela peut être problématique pour certaines analyses génétiques, c’est aussi ce qui permet de distinguer le véritable ADN ancien des contaminants plus récents, qui ne présentent pas ce type de dommages. Or on les observait bien dans les séquences obtenues à partir de nos échantillons.

Ces séquences présentaient par ailleurs une autre caractéristique de l’ADN très ancien, puisqu’elles étaient très fragmentées. Contrairement à celles, plus longues, que l’on peut observer dans les restes de mammouths issus du pergélisol plus récents et mieux préservés, toutes celles que nous avons analysées étaient de taille réduite.

Ce constat n’allait pas non plus sans poser problème, car il s’avère d’autant plus difficile de déterminer le positionnement exact des séquences courtes au sein du génome. Elles sont aussi susceptibles d’être confondues avec des contaminants. Pour éviter cet écueil, nous avons dû, bien qu’à regret, éliminer toutes les séquences d’une longueur inférieure à un certain seuil.

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