L’explication de ce qui fait de nous des êtres humains se résume à seulement 80 gènes

C’est l’une des conclusions d’un projet ambitieux, concrétisé par huit études, dont cinq co-dirigées par des chercheurs espagnols, qui ont séquencé le génome de 809 primates de 233 espèces, soit la moitié de celles qui existent dans le monde. Les résultats, publiés ce jeudi dans un numéro spécial du magazine ‘Science’, quelque chose d’exceptionnel pour la science espagnole, ils révèlent également une nouvelle façon de trouver des mutations génétiques qui causent de nombreuses maladies humaines, telles que les maladies cardiaques, les cancers héréditaires ou le diabète. De la même manière, les résultats peuvent être utiles pour développer des stratégies de conservation de ces animaux.

“Les humains sont des primates. Nous savions que l’étude de nos parents évolutifs allait nous donner beaucoup d’informations sur la façon dont nous fonctionnons en tant qu’organismes, dans la santé et dans la maladie. Et ce groupe d’études le confirme », déclare Tomàs Marquès-Bonet, chercheur à l’ICREA à l’Institut de biologie évolutive (CSIC-UPF) et professeur de génétique à l’Université Pompeu Fabra (UPF). Il dirige les études avec Kyle Farth, de la société de biotechnologie américaine Illumina, et Jeffrey Rogers, du Baylor College of Medicine (États-Unis). Des chercheurs de 24 pays ont collaboré au projet.

En comparant le génome humain avec ceux de ce gigantesque catalogue de primates -jusqu’à cette étude on n’en connaissait que 20, multipliant ainsi ceux disponibles par quatre- l’équipe a découvert que la moitié des gènes que l’on croyait spécifiquement humains n’étaient pas retrouvés, mais qu’ils le sont, mais sont partagés avec l’une des espèces séquencées. De cette manière, le nombre de gènes porteurs de mutations “purement humaines” est réduit à 80, “certaines d’entre elles étant liées à la taille du cerveau, qui est l’une des caractéristiques qui nous définissent en tant qu’humains”, précise Marquès-Bonet. Ce sont “des candidats très clairs pour expliquer pourquoi nous sommes différents”.

changements pertinents

“L’étude réduit le nombre de variantes uniquement humaines, mais il convient de noter que les génomes humains et primates sont extrêmement volumineux. Il ne s’agit pas de savoir combien de différences il y a entre eux, mais de savoir ce qu’ils sont », explique Ivo Gut, directeur du Centre national d’analyse génomique (CNAG) de Barcelone, où 80 % des génomes utilisés dans ces travaux ont été séquencé. “Même au sein du génome humain, un seul changement de base sur un peu plus de 3 000 000 000 de bases dans notre séquence génomique de référence peut faire la différence entre être affecté par une maladie grave ou non. C’est, par exemple, le cas pour bon nombre des plus de 6 000 maladies rares connues. La différence entre les humains et les primates pourrait être motivée par seulement quelques milliers de changements génétiques pertinents, et beaucoup d’autres pourraient être de simples spectateurs, conférant peu à cette différence.”

Pourtant, Gut souligne que ce qui fait de nous des êtres humains est « bien plus que la génétique. Si vous prenez un humain de l’âge de pierre et le comparez à un humain moderne, la génétique serait assez similaire, mais nous ne serions pas les mêmes dans la façon dont nous nous comportons dans la société, comment nous élevons nos enfants, à quel point nous sommes empathiques, ou comment et pourquoi nous nous battons dans les guerres. Cependant, si un enfant de l’âge de pierre était élevé dans notre société actuelle, il serait capable d’apprendre à lire et à écrire, voudrait utiliser les médias sociaux et regarder la télévision comme nos enfants. Au contraire, si vous prenez un primate et essayez de lui apprendre à parler, vous ne réussirez pas. Le primate n’a pas le bon modèle génétique pour développer des facultés telles que la parole.

Pour Marquès-Bonet, « les primates sont si proches des humains et en même temps si éloignés qu’ils sont parfaits pour trouver les changements qui nous rendent uniques. Ils vont nous aider à comprendre ce qui nous a rendus différents, même si nous ne saurons jamais pourquoi.

mutations clés

Un autre des aspects les plus intéressants du mégaprojet est que cette collection de génomes peut aider à trouver des mutations clés parmi des centaines de milliers de mutations possibles dans des maladies humaines courantes telles que le diabète, les maladies cardiaques ou certains types de cancer, dont les causes sont inconnues. .

“En ces des articles nous avons démontré pour la première fois que la présence chez un primate d’une mutation existant dans un tissu humain peut nous dire si elle est pertinente pour une maladie », explique Marquès-Bonet. Si la mutation se retrouve chez plus de primates que nous, “cela indique que l’évolution l’a permise dans un organisme très similaire au nôtre, donc elle n’a probablement pas de conséquences néfastes et n’est pas candidate pour nuire à la biologie cellulaire”, souligne-t-il. En revanche, si la mutation n’apparaît dans aucune des 233 espèces de primates, il est probable qu’elle soit la cause de la maladie.

En comparant les génomes de primates non humains avec l’humain, la recherche a identifié 4,3 millions de mutations qui affectent la composition en acides aminés et peuvent altérer la fonction des protéines. Ces mutations sont à la base d’études comparatives avec des variantes humaines et permettent d’identifier celles qui causent de nombreuses maladies. 6% sont abondants chez les primates, ils sont donc considérés comme potentiellement bénins. Ceci a été réalisé grâce à un nouvel algorithme d’apprentissage en profondeur, PrimateAI-3D, une sorte de ChatGPT pour la génétique qui utilise la séquence du génome au lieu du langage humain.

«Avec cela, nous n’allons rien guérir, mais cela réduit, et beaucoup, la place pour regarder les mutations causales au lieu de parcourir aveuglément tout le génome. Si le nombre de mutations à prendre en compte est plus faible, le diagnostic sera beaucoup plus rapide et le traitement sera meilleur », affirme le chercheur.

Le numéro spécial de ‘Science’, qui comprend également trois autres articles d’une équipe chinoise qui a séquencé 35 espèces avec un seul individu, mais de la plus haute qualité, a des répercussions dans de nombreux domaines, comme les relations phylogénétiques entre espèces de primates. L’une des études montre que les babouins jaunes de l’ouest de la Tanzanie sont les premiers primates non humains à avoir reçu des apports génétiques de trois lignées différentes, ce qui pourrait être un bon modèle pour l’évolution des humains modernes, les Néandertaliens et les Denisoviens, connus pour ils ont également traversé.

De même, ce travail peut être essentiel pour la conservation de ces animaux, car il nous permettra de savoir à quoi ressemble la santé génétique des espèces les plus menacées au monde, ce qui servira à décider où et comment agir pour les conserver. Comme le dit Marquès-Bonet, “au fond, sauver un primate, c’est nous sauver nous-mêmes”.