Une rencontre avec un parent humain mystérieux et disparu – les Dénisoviens – a laissé une marque sur les traits immunitaires des Papous modernes, en particulier ceux qui vivent sur l’île de Nouvelle-Guinée.
C’est une nouvelle découverte que nous décrivons dans une étude publiée dans PLoS Genetics aujourd’hui. Cela suggère en outre que notre diversité humaine moderne n’a pas simplement évolué – certaines parties de celle-ci nous ont été transmises par d’autres groupes humains disparus.
L’ADN de nos cousins évolutifs
L’homme est la seule espèce vivante de la Homo genre. Mais jusqu’à il y a 50 000 ans, nos ancêtres coexistaient – et interagissaient parfois – avec de multiples autres Homo groupes à travers le monde. Nous ne connaissons la plupart d’entre eux que par rares vestiges archéologiquesqui offrent des aperçus alléchants de nos cousins évolutifs.
Mais pour deux groupes, il y a autre chose : l’ADN. Grâce aux avancées technologiques, les scientifiques ont récupéré l’ADN des fossiles et l’ont séquencé. En conséquence, nous avons maintenant des séquences complètes du génome des hominines archaïques les plus connues, les Néandertalienset un groupe beaucoup plus insaisissable, Dénisoviens.
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Bien que de nombreux fossiles de Néandertal aient été déterrés dans toute l’Europe depuis leur première identification dans les années 1860, le nombre de fossiles connus de Denisovan tient dans la paume d’une main – littéralement !
La séquence du génome que nous avons provient du plus petit os d’un petit doigt. Il appartenait aux restes vieux de 60 000 ans d’une adolescente d’une grotte en Sibérie, le plus grand fossile de Denisovan connu jusqu’à récemment.
Choses Parg/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Traces d’ancêtres
Ces séquences du génome ont transformé notre façon de penser à nos parents disparus. D’une part, ils ont rapidement démontré qu’à mesure que les humains s’étendaient en dehors de l’Afrique, nous avions des relations sexuelles – et des enfants – avec ces autres populations.
Des traces de leurs génomes subsistent chez les individus vivants aujourd’hui, transmises à travers des centaines de générations.
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Dans le cas des Néandertaliens, ces traces se retrouvent aujourd’hui chez tous les individus d’ascendance non africaine. Dans le cas des Dénisoviens, on trouve de petites traces de leur génome chez des personnes de toute l’Asie – en particulier en Papouasie-Nouvelle-Guinée et dans les nations insulaires d’Asie du Sud-Est, où les individus peuvent devoir jusqu’à 4 à 5% de leur génome à ces derniers. les ancêtres.
Mais identifier ces fragments d’ADN dans nos génomes n’est que le début.
L’ADN fait la différence
Le véritable défi est de trouver les conséquences biologiques de cet ADN pour les personnes qui le portent – qui, rappelons-le, sont la grande majorité des humains. Notre question de recherche spécifique était d’identifier les processus moléculaires qui pourraient être affectés par sa présence.
Des études sur l’ADN de Néandertal ont montré que des variantes génétiques héritées d’eux peut modifier les niveaux au cours de laquelle certains gènes humains sont exprimés, par exemple. Nous savons également que les Néandertaliens ont contribué à notre système immunitaire (y compris les différences dans la façon dont les gens réagissent à l’infection par COVID-19), et à variation de la couleur de la peau et des cheveux.
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Mais il n’a jamais été clair si l’ADN de Denisovan a laissé des tendances similaires chez les humains modernes.
En 2019, une étude a révélé les coordonnées génomiques où l’ADN de Denisovan pourrait être trouvé dans le génome des individus papous – c’est-à-dire le peuple indigène de l’île de Nouvelle-Guinée – vivant aujourd’hui.
Cela nous a amenés à commencer à étudier ces régions, à comprendre les processus cellulaires et biologiques qui pourraient être affectés par l’ADN de Denisovan. Nous avons adopté une approche hybride à cette question, en faisant d’abord des prédictions informatiques, puis en poursuivant avec des expériences en laboratoire pour valider nos résultats.
De plus, nous avons profité de l’ADN néandertalien connu de ces personnes pour mettre en évidence toute contribution spécifique à Denisovan. Cela nous a donné une compréhension plus intégrée de la façon dont les rencontres avec ces parents ont laissé des conséquences biologiques et évolutives potentielles chez les humains modernes.
Une contribution Denisovienne unique
Nous avons remarqué que chez les Papous, Denisovan et Néandertal, des variantes génétiques se produisent occasionnellement dans des parties du génome responsables de la modulation des niveaux d’expression des gènes voisins.
Cependant, seules les variantes Denisovan sont systématiquement prédites pour se produire et affecter les éléments contrôlant les niveaux d’expression des gènes liés au système immunitaire.
Ainsi, ces différentes sources d’ADN pourraient contribuer à la diversité génétique et phénotypique des Papous de différentes manières.
Pour valider nos prédictions, nous avons conçu une expérience comparant cinq séquences de Denisovan à leur homologue humain moderne, et testé leur capacité à affecter réellement les niveaux d’expression génique à l’intérieur d’un type particulier de cellule immunitaire appelé lymphocyte.
Dans deux des cinq cas, les variantes Denisovan ont eu un impact mesurablement différent sur les niveaux d’expression génique que leur homologue humain moderne. Et ils ont un impact sur les gènes connus pour être des acteurs importants dans la réponse aux microbes infectieux, y compris les virus.
Le fait que les Dénisoviens, mais pas les Néandertaliens, semblent avoir contribué au système immunitaire des Papous d’aujourd’hui, nous dit aussi quelque chose sur ces peuples anciens.
Bien que l’on sache peu de choses sur l’étendue de la vie des Dénisoviens en Asie, cela suggère que leur système immunitaire a changé pour s’adapter aux maladies infectieuses de leur environnement.
Quand les humains se sont installés il y a 60 000 ansces morceaux d’ADN ont probablement contribué à notre succès dans la colonisation de cette partie du monde.
Bien que notre étude soit la première à élucider la contribution de l’ADN de Denisovan à la diversité génétique humaine moderne, il reste encore des questions passionnantes à aborder. En particulier, il n’est pas clair si les contributions globales des variantes génétiques de Denisovan et de Néandertal diffèrent systématiquement les unes des autres.
Il est également important de noter que nous avons testé des variantes génétiques dans les cellules immunitaires dans des conditions de repos. Cela signifie que la même variante génétique ou d’autres variantes génétiques peuvent avoir des effets différents dans l’environnement – ce sera une question importante pour les études à venir.
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