502 millions de gènes ont été découverts dans les abysses : la moitié est totalement inconnue de la science
Un catalogue de 502 millions de gènes indique que les micro-organismes des abysses évoluent plus vite qu'en surface. Deux enzymes testées améliorent déjà l'édition génétique et le séquençage de l'ADN..
Des chercheurs ont identifié 502 millions de gènes dans les abysses marins, soit 51 % de plus que le nombre total de gènes connus dans l’ensemble des océans. Cette découverte, publiée en août 2026 dans la revue Cell Host & Microbe, provient de l’analyse de 2 138 échantillons d’eau et de sédiments prélevés à plus de 1 000 mètres de profondeur dans le monde. Parmi ces gènes, la moitié est totalement inconnue de la science : soit parce qu’ils proviennent d’organismes encore non identifiés, soit parce que leurs fonctions restent mystérieuses. Les scientifiques, issus de BGI Research, de l’Institut d’océanologie de l’Académie des sciences de Chine et de l’université d’East Anglia, soulignent que ces échantillons, dont 1 194 proviennent de la fosse des Mariannes, révèlent une biodiversité génétique insoupçonnée. Les abysses, milieu hostile marqué par une pression extrême, une obscurité totale et des températures froides, abritent des micro-organismes ayant évolué pendant des millions d’années dans des conditions uniques.
Parmi les gènes découverts, une famille se distingue particulièrement : ceux qui réparent l’ADN. Ces gènes représentent 10,4 % des séquences identifiées dans les abysses, contre 6,2 % dans l’océan de surface. En effet, les conditions extrêmes des grands fonds (métaux toxiques, molécules oxydantes) endommagent le matériel génétique. Près des sources hydrothermales, une enzyme protectrice devient 53 fois plus abondante, et son niveau d’expression varie avec la température de l’eau. Les chercheurs ont également identifié 2,4 millions de formes de protéines grâce à l’intelligence artificielle, dont 392 n’ont aucun équivalent connu. Deux de ces protéines ont été testées en laboratoire : une variante de Cas9 (l’outil des ciseaux génétiques CRISPR), stable jusqu’à 73 °C (contre 49 °C pour la version classique), et une protéine qui déroule l’ADN à une vitesse de 390 bases par seconde (contre 167 pour l’enzyme habituelle). Ces innovations pourraient révolutionner l’édition génétique et le séquençage de l’ADN, mais leur utilisation concrète reste à développer.
Les chercheurs ont observé que 6 % des gènes abyssaux portent des traces d’une évolution rapide, un phénomène absent dans les sols et l’océan de surface. Pour confirmer cette hypothèse, ils ont combiné l’analyse des séquences génétiques avec des prédictions par intelligence artificielle et des bases de données mondiales. Cependant, Thomas Mock, coauteur de l’étude et chercheur à l’université d’East Anglia, précise que cette conclusion reste provisoire et nécessite des expériences en laboratoire. Pour valider ces prédictions, il faudrait cultiver des micro-organismes dans des conditions simulant les abysses, ce qui est techniquement complexe. Thomas Mock suggère que des mécanismes similaires pourraient exister dans d’autres milieux extrêmes, comme la banquise ou le pergélisol, mais aucune étude de ce type n’a encore été menée. Ces milieux, tout aussi difficiles d’accès que les abysses, exigent des technologies avancées et une grande résilience pour être explorés.
Malgré l’ampleur de cette découverte, les chercheurs font face à un goulot d’étranglement : sur 1 308 protéines candidates testées, seulement trois ont pu être analysées en profondeur. Ce faible taux de réussite s’explique par la difficulté à isoler les gènes et à exprimer leurs protéines pour étudier leurs fonctions. Thomas Mock souligne que les méthodes actuelles, bien que performantes, ne suffisent pas pour explorer un catalogue aussi vaste. Il propose d’utiliser des technologies à haut débit pour accélérer le processus, mais reconnaît que certaines protéines nécessitent des modifications post-traductionnelles (ajouts chimiques après leur synthèse) pour révéler leur pleine fonctionnalité. De plus, chaque protéine a des propriétés uniques, ce qui rend leur étude longue et difficile à automatiser. La question centrale reste : comment étudier des protéines dont la fonction est encore inconnue ?
Les deux protéines testées en laboratoire ouvrent des pistes concrètes pour des applications biotechnologiques. La variante de **Cas9** résistante à la chaleur pourrait améliorer les techniques d’**édition génétique** dans des environnements extrêmes, comme les réacteurs industriels ou les milieux biologiques à haute température. La protéine qui déroule l’ADN plus rapidement pourrait optimiser les **séquenceurs génétiques**, rendant les analyses plus rapides et moins coûteuses. Bien que des **brevets** aient été déposés et que des travaux soient en cours pour démontrer leur utilité, leur commercialisation n’est pas encore prévue. Ces innovations illustrent le potentiel des abysses comme source d’outils biologiques innovants, mais leur développement dépendra des progrès technologiques et des investissements en recherche.
