Pour s’adapter au chaud et au froid, la pieuvre peut changer son propre code génétique

SCIENCES - Les pieuvres sont décidément étonnantes. La science avait déjà établi et documenté le fait que leur intelligence est particulièrement poussée. Elles sont par exemple capables de résoudre des énigmes, d’ouvrir des bocaux ou de s’échapper de leurs enclos. Mais les scientifiques viennent de faire une nouvelle découverte à leur sujet… Encore plus fascinante.

Dans leurs laboratoires respectifs à Tel Aviv et Falmouth, Eli Eisenberg, biophysicien, et Joshua Rosenthal, biologiste, ont étudié de près le système nerveux des pieuvres, des calamars et des seiches. Ils ont découvert que ces céphalopodes modifient leur ARN, et ont voulu comprendre pourquoi. Leurs résultats ont été publiés ce jeudi 8 juin, dans la revue scientifique américaine Cell.

Une modification de l’ARN étonnement fréquente

Pour leurs recherches, Eli Eisenberg et Joshua Rosenthal ont notamment étudié la pieuvre à deux points. Cette pieuvre vit dans l’océan Pacifique, plus précisément dans les eaux littorales au large de la Californie, qui sont connues des scientifiques pour leurs variations saisonnières de température. Et c’est précisément dans ce genre de situations que les pieuvres modifient leur ADN.

Plusieurs spécimens adultes de pieuvres à deux points ont donc été capturés dans les eaux californiennes puis transférés en laboratoires. Là, elles ont été placées dans des aquariums dont les températures ont été finement contrôlées. Les scientifiques ont progressivement augmenté ou baissé la température de ces bacs, puis ils ont observé les effets que cela produit sur le système nerveux des pieuvres.

Pour cela, ils ont disséqué les ganglions stellaires des animaux. Il s’agit du centre de leur système nerveux et de l’endroit dans lequel les modifications d’ARN ont le plus souvent lieu. On parle plus précisément de « d’édition de l’ARN », c’est-à-dire qu’une portion de l’ADN, l’ARN messager, connaît une modification, comme une réécriture de sa séquence génétique.

Dans le système nerveux, l’ARN messager permet de faire le lien entre l’ADN et le lieu de production des protéines. Mais avant de se traduire en protéines, l’ARN messager peut être modifié par une enzyme appelée ADAR. Ce processus d’édition est présent chez l’ensemble des êtres vivants, mais il reste la plupart du temps très rare… Sauf chez les pieuvres.

Modifier ses gènes en quelques heures, surtout dans le froid

Si les pieuvres sont dotées de ce mécanisme, c’est parce qu’elles sont des animaux poïkilothermes. En clair : leur température corporelle varie selon leur milieu. Contrairement à l’homme, elles ne génèrent pas leur propre chaleur corporelle.

Pour s’adapter aux changements de température de l’eau, elles modifient donc leurs gènes. Plus encore, « l’édition de l’ARN réagit à la température en quelques heures » soulignent-ils dans leur étude. La pieuvre modifie son ARN certes, mais elle le fait avec une rapidité phénoménale.

Ce processus d’édition est principalement mis en place par le système nerveux lorsque l’animal se retrouve dans une l’eau qui se refroidit. Lors des expériences menées par les chercheurs, 33 % des animaux ont présenté des niveaux d’édition significativement plus élevés à 13 °C qu’à 22 °C, tandis que seulement 1 % présentait des niveaux d’édition plus élevés à 22 °C qu’à 13 °C.

Des niveaux d’édition similaires ont été observés chez d’autres calamars mais aussi chez la seiche et chez deux espèces de pieuvres. Selon les résultats des chercheurs, dans les cerveaux des calamars, 60 % des échanges d’Arn messager sont changés avec ce processus d’édition. Un niveau du même ordre est constaté chez les autres céphalopodes. En comparaison, seuls 3 % des messages humains contiennent un site de recodage.

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