Publié le 24 septembre 2025. Des chercheurs ont découvert une abondance de structures d’ADN et d’ARN inhabituelles, appelées G-quadruplexes (G4), chez des archées, des micro-organismes proches des premières formes de vie sur Terre. Cette découverte pourrait éclairer les origines de la régulation génétique et offrir de nouvelles pistes pour la recherche en astrobiologie.
- Plus de 5 800 séquences potentielles de formation de G4 ont été identifiées dans le génome de l’archée Haloferax volcanii.
- La validation biophysique confirme que ces séquences adoptent des conformations G4 stables en laboratoire.
- L’analyse fonctionnelle a permis d’identifier des enzymes candidates impliquées dans la résolution de ces structures.
Les archées, un domaine de micro-organismes unicellulaires, occupent une place unique dans l’arbre du vivant. Elles sont considérées comme les parents procaryotes les plus proches des eucaryotes – les organismes dont les cellules contiennent un noyau – et sont présentes dans une grande variété d’environnements, y compris le microbiome humain. Cette proximité phylogénétique en fait un modèle précieux pour étudier l’évolution des mécanismes fondamentaux de la vie.
Les G-quadruplexes (G4) sont des structures secondaires complexes formées par des séquences riches en guanine dans l’ADN et l’ARN. Chez les eucaryotes, elles jouent un rôle important dans la régulation de la transcription et de la réplication de l’ADN. Cependant, leur présence et leur fonction chez les archées étaient jusqu’à présent mal connues.
Une étude récente a porté sur l’archée halophile Haloferax volcanii, un organisme qui prospère dans des environnements riches en sel. Les chercheurs ont utilisé une combinaison d’analyses génomiques, de techniques biophysiques et de microscopie à super-résolution pour étudier la formation et la localisation des G4 dans cette espèce. Ils ont ainsi identifié plus de 5 800 séquences potentielles de formation de G4 dans le génome de H. volcanii. La validation expérimentale a confirmé que de nombreuses de ces séquences adoptent des conformations G4 stables in vitro.
L’observation in vivo, grâce à la microscopie à super-résolution, a permis de visualiser les structures G4 dans l’ADN et l’ARN de H. volcanii au cours de différentes phases de croissance. Des résultats similaires ont été obtenus avec une autre archée, Thermococcus barophilus, une espèce thermophile qui vit dans des environnements à haute température. L’analyse fonctionnelle, en utilisant des souches de H. volcanii déficientes en hélicase, a permis d’identifier des enzymes candidates impliquées dans la résolution des G4, c’est-à-dire dans le processus qui permet de défaire ces structures.
Ces résultats établissent Haloferax volcanii comme un modèle archéen pertinent pour l’étude de la biologie des G4. Ils ouvrent de nouvelles perspectives pour comprendre l’évolution des mécanismes de régulation génétique et pourraient avoir des implications dans des domaines tels que l’astrobiologie, en aidant à reconstituer les conditions qui ont pu favoriser l’émergence de la vie sur Terre. Plus d’informations sur biorxiv.org.
