Les chevaux possèdent une particularité génétique rare. Cette adaptation explique en partie leur endurance exceptionnelle sans compromettre leur santé cellulaire.
Une équipe de chercheurs a identifié une mutation dans le gène KEAP1 chez les chevaux, qui améliore leur production d'énergie tout en protégeant leurs cellules du stress oxydatif. Cette découverte, publiée dans
Science, met en lumière une astuce évolutive unique, similaire à un mécanisme observé jusqu'alors uniquement chez les virus. Les chevaux réécrivent ainsi les règles génétiques pour optimiser leurs performances.
Les chevaux sont capables de consommer plus du double d'oxygène que les athlètes humains les plus performants. Cette capacité repose sur une densité mitochondriale élevée dans leurs muscles, mais génère également des quantités importantes de radicaux libres. La mutation du gène KEAP1 permet de maintenir un équilibre délicat entre énergie et protection contre les dommages cellulaires.
L'étude a comparé le gène KEAP1 chez 196 espèces mammifères, révélant une adaptation spécifique aux équidés. Contrairement à ce qui se passe habituellement, un codon stop prématuré est recodé en un acide aminé fonctionnel, améliorant ainsi l'efficacité du gène. Cette modification génétique est une première chez les vertébrés.
Cette mutation réduit la répression de la protéine NRF2, essentielle pour lutter contre le stress oxydatif. Elle augmente simultanément la respiration mitochondriale et la production d'ATP, offrant aux chevaux un avantage énergétique unique. Cette activation contrôlée de NRF2 ne semble pas présenter d'effets néfastes.
Les implications de cette découverte dépassent le domaine équin. Comprendre comment les chevaux gèrent le stress oxydatif pourrait éclairer des recherches sur des maladies humaines comme le cancer ou la BPCO. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives sur l'adaptation génétique et ses applications potentielles en médecine.
Comment un codon stop peut-il devenir fonctionnel ?
Un codon stop est normalement un signal qui indique à la cellule d'arrêter la production d'une protéine. Dans le cas des chevaux, ce signal est recodé en un acide aminé, la cystéine, ce qui permet au gène KEAP1 de continuer à fonctionner. Ce mécanisme montre comment une mutation peut réorienter une fonction génétique vers un avantage évolutif.
Ce recodage est rendu possible par des modifications spécifiques dans l'ARN messager, qui traduit l'information génétique en protéines. Les chevaux ont ainsi développé une façon unique d'exploiter leur ADN pour améliorer leurs performances physiques.
Cette adaptation souligne la plasticité du code génétique et sa capacité à évoluer pour répondre à des besoins spécifiques. Elle offre également un exemple de comment des mutations apparemment négatives peuvent être détournées pour servir un objectif bénéfique.