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L'histoire du cheval révélée par l'étude du génome

Pour étudier le processus de domestication du cheval, un projet financé par l'UE a utilisé les données pangénomiques de chevaux anciens et modernes. L'étude a mis en lumière les modifications du génome au cours de l'histoire évolutionnaire du cheval et l'émergence d'espèces et leur différenciation en populations et en races.
L'histoire du cheval révélée par l'étude du génome
Le projet HORSEDOMESTICATION (Understanding horse speciation and domestication through comparative palaeogenomics) a commencé par une amélioration des techniques de caractérisation de séquences entières des génomes anciens. De nouvelles caractéristiques biochimiques de molécules d'ADN ancien issues d'os fossilisés ont été découvertes et peuvent être utilisées pour améliorer le séquençage de génomes anciens.

Les chercheurs ont également développé des outils bioinformatiques qui permettent d'authentifier des ensembles de données d'ADN ancien par le biais de schémas de mauvaise incorporation de nucléotides et de quantification de dommages à l'ADN. Ces développements ont permis aux scientifiques d'étudier la première version du génome d'un cheval des débuts du Pléistocène moyen, datant d'il y a environ 700 000 ans.

Les chercheurs ont également étudié les génomes d'un cheval du Pléistocène tardif, datant d'il y a environ 43 000 ans, d'un cheval de Przewalski, de cinq races domestiquées et de l'âne domestique. Ce travail a permis de découvrir l'origine du genre Equus il y a 4 millions d'années, suivie par une importante poussée démographique et des effondrements des populations, correspondant souvent à des changements climatiques majeurs.

La seconde partie du projet a porté sur le séquençage des génomes entiers de chaque membre de la famille des chevaux. Les chercheurs ont également utilisé l'ADN de spécimens de musée pour séquencer le Quagga, qui s'est éteint au XIXe siècle. Le large ensemble de données génomiques a été utilisé pour révéler l'histoire évolutionnaire du cheval en évaluant le moment où la nouvelle espèce a émergé et décrypter la base génétique sous-jacente à l'adaptation de l'espèce à son environnement.

Par ailleurs, l'ADN de deux chevaux anciens du Paléolithique supérieur (une époque à laquelle les chevaux n'avaient pas été domestiqués) a été séquencé. Une comparaison avec les génomes d'un ensemble de races domestiques a alors été effectuée afin de comprendre la base génétique de la domestication. Il a été observé qu'une grande partie du génome provient d'un groupe de chevaux inconnus jusqu'alors.

Les chercheurs ont également identifié 125 gènes qui représentent des premières cibles sélectionnées dans le processus de domestication. Ces gènes sont liés au déplacement, à la physiologie, au développement, au comportement et aux capacités cognitives de l'animal.

Enfin, un grand ensemble de données génomiques des chevaux de Przewalski (la dernière population de chevaux véritablement sauvages sur la planète) a été généré. Les informations collectées ont permis d'affiner la relation évolutionnaire avec les chevaux domestiqués. De plus, elles ont fourni des informations pour les programmes de conservation visant à protéger cette espèce de cheval menacée d'extinction sur le long terme.

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Mots-clés

HORSEDOMESTICATION, spéciation, paléogénomique, ADN, séquençage du génome, outils bioinformatiques, schémas de mauvaise incorporation de nucléotide, cheval de Przewalski