Un brouillon de livre avant impression contient souvent des pages en trop : notes en marge, répétitions, paragraphes barrés. L'imprimeur ne les reproduit pas, mais l'auteur les garde au cas où il faudrait corriger. Le génome du nématode Auanema rhodense fonctionne un peu de la même façon : dans les cellules sexuelles se trouve le brouillon complet, long de 180,9 mégabases, tandis que dans les cellules du corps ne subsistent que 60 mégabases de texte propre. Un rapport de trois, qui n'a rien d'un hasard : il obéit à un plan strict.
Quand l'embryon atteint 12 cellules, l'ADN commence à être découpé dans quatre des huit blastomères. Des blocs géants de répétitions en tandem sont retirés des chromosomes : des morceaux identiques placés bout à bout, comme des pages où la même ligne se répète. Les cassures se produisent en 28 points, et chacune abrite un motif palindromique de 29 nucléotides. Ce motif est presque identique à celui trouvé chez une espèce apparentée, Oscheius tipulae, mais l'ampleur diffère : chez O. tipulae, seulement 0,6 % du génome est rejeté, contre 61 % chez A. rhodense.
Au stade de 30 cellules, presque tous les noyaux ont déjà perdu leurs répétitions, et seuls deux noyaux les conservent : ce sont les futures cellules sexuelles. L'ADN rejeté est presque entièrement composé de répétitions en tandem dont la longueur des unités va de 167 à 504 nucléotides. Les gènes codant des protéines y sont rares : seulement 360 sur 11 943, et la plupart ressemblent à des vestiges d'éléments mobiles. Dix gènes rejetés seulement sont activement exprimés, et presque tous possèdent des copies fonctionnelles dans la partie somatique du génome.
On croyait autrefois que l'élimination programmée de l'ADN était une exotique particularité des ascaris parasites, où les cassures sont imprécises et dépourvues de motifs. On voit désormais que le mécanisme est apparu chez un ancêtre commun des rhabditidés, puis a divergé : chez certaines espèces, il est à peine perceptible, chez d'autres, comme A. rhodense, il transforme le génome du corps en une copie fortement amputée. La précision de la reconnaissance du motif, elle, se maintient, tandis que la quantité d'ADN rejeté varie.
Un brouillon dont on arrache les pages de travail avant l'impression : voilà comment décrire ce processus. Dans les cellules sexuelles, le brouillon est conservé en entier, afin de transmettre toutes les variantes à la descendance. Dans les cellules du corps ne reste que ce qui est nécessaire pour vivre ici et maintenant. Et même si l'on n'entrevoit pas encore d'applications à cette connaissance, une carte précise des sites d'élimination pourrait servir de base à des systèmes synthétiques de suppression contrôlée de l'ADN en biotechnologie.
Auanema rhodense possède trois sexes : mâles, femelles et hermaphrodites. Les mâles ne transmettent que le chromosome X à leur descendance, tandis que les hermaphrodites ne produisent que des spermatozoïdes porteurs de deux X, alors que leurs ovules ne contiennent aucun X.
L'idée de cellules qui éliminent volontairement une partie de leur matériel génétique fait écho au motif du « savoir interdit » en science-fiction : par exemple, dans le roman de Greg Bear « La Musique du sang » (Blood Music), les cellules remanient leur ADN et acquièrent une volonté propre. Ici, cependant, tout reste sous le contrôle de l'évolution, et non d'une révolte.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.