\n Neandertal, Sapiens et Denisova racont\u00e9s par leurs g\u00e8nes<\/a><\/p>\n
D\u00e8s lors, puisque l\u2019ADN n\u00e9andertalien a autant d\u2019influence sur notre biologie, il est envisageable qu\u2019il en ait aussi une, significative, sur notre cerveau. Cela peut sembler contre-intuitif, puisque des recherches avaient montr\u00e9 que cet ADN ancien est peu repr\u00e9sent\u00e9 dans les g\u00e8nes li\u00e9s au cerveau chez les humains actuels\u00a0: ces derniers se trouveraient surtout dans ce que l\u2019on nomme les \u00ab\u00a0d\u00e9serts d\u2019ADN n\u00e9andertalien\u00a0\u00bb, des r\u00e9gions du g\u00e9nome d\u00e9nu\u00e9es d\u2019ADN n\u00e9andertalien. Cela s\u2019explique a priori facilement\u00a0: les g\u00e8nes li\u00e9s au d\u00e9veloppement et au fonctionnement du cerveau sont si cruciaux qu\u2019ils sont tr\u00e8s largement conserv\u00e9s. L\u2019introduction de toute nouveaut\u00e9 \u2013 celle port\u00e9e par\u00a0un variant de g\u00e8ne n\u00e9andertalien, par exemple \u2013 y est vite \u00e9limin\u00e9e par l\u2019\u00e9volution. Toutefois, au cours de la derni\u00e8re d\u00e9cennie, de nouvelles recherches ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 la persistance de certains fragments d\u2019ADN n\u00e9andertalien dans et autour de certains g\u00e8nes li\u00e9s au cerveau chez les humains modernes.<\/p>\n
Les effets de cet ADN se manifestent dans l\u2019ensemble du cerveau et des structures associ\u00e9es. Avec des coll\u00e8gues, Philipp Gunz, de l\u2019institut Max-Planck d\u2019anthropologie \u00e9volutive de Leipzig, a d\u00e9couvert que les personnes poss\u00e9dant un pourcentage plus \u00e9lev\u00e9 d\u2019ADN n\u00e9andertalien ont plus de chances d\u2019avoir \u2013 notamment dans les r\u00e9gions pari\u00e9tales et occipitales \u2013 un cr\u00e2ne l\u00e9g\u00e8rement allong\u00e9, rappelant celui de N\u00e9andertal. Cet allongement du cr\u00e2ne est parfois associ\u00e9 \u00e0 des variants de g\u00e8nes n\u00e9andertaliens situ\u00e9s proches des g\u00e8nes qui sont impliqu\u00e9s dans la production de neurones et la formation de la my\u00e9line, la gaine graisseuse qui isole les axones des neurones et facilite la transmission des signaux nerveux sur de longues distances. Cet allongement du cr\u00e2ne est aussi associ\u00e9 \u00e0 des variants n\u00e9andertaliens situ\u00e9s pr\u00e8s du g\u00e8ne GPR26. Encore mal compris, ce g\u00e8ne semble avoir des effets antitumoraux et il est probablement aussi impliqu\u00e9 dans la r\u00e9gulation de la production de neurones et d\u2019autres cellules du syst\u00e8me nerveux nomm\u00e9es \u00ab\u00a0cellules gliales\u00a0\u00bb, dont la fonction est de soutenir et de prot\u00e9ger les neurones.<\/p>\n
![\"crane](\"https:https:\/\/medias.pourlascience.fr\/api\/v1\/images\/view\/6824b5881ec55f90f00c59b3\/wide_700-webp\/image.jpg\")
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Les N\u00e9andertaliens avaient un cr\u00e2ne long et bas (\u00e0 gauche), contrairement au cr\u00e2ne globulaire d\u2019Homo sapiens (\u00e0 droite). Les personnes qui ont aujourd\u2019hui un pourcentage plus \u00e9lev\u00e9 d\u2019ADN n\u00e9andertalien sont plus susceptibles d\u2019avoir un cr\u00e2ne allong\u00e9 rappelant celui des N\u00e9andertaliens.<\/p>\n
\u00a9 Philipp Gunz\/MPI EVA Leipzig<\/p>\n
Vision et socialisation<\/p>\n
Avec des coll\u00e8gues, Michael Gregory\u00a0des Instituts nationaux de la sant\u00e9 (National Institutes of Health, \u00c9tats-Unis) a observ\u00e9 des diff\u00e9rences dans la structure du cerveau, notamment dans les r\u00e9gions impliqu\u00e9es dans le traitement visuel et la socialisation. Les personnes poss\u00e9dant plus d\u2019ADN n\u00e9andertalien ont une connectivit\u00e9 accrue dans les circuits de traitement visuel, mais une connectivit\u00e9 moindre dans ceux li\u00e9s \u00e0 la cognition sociale. Cette observation intrigante sugg\u00e8re que dans la lign\u00e9e humaine, il existerait une influence r\u00e9ciproque entre perception visuelle et comp\u00e9tences sociales.<\/p>\n
A lire aussi :<\/strong> Point particuli\u00e8rement notable, il semble que l\u2019ADN n\u00e9andertalien influence aussi la structure et la fonction du cervelet. M\u00eame si la plupart des neuroscientifiques ont tendance \u00e0 relier cette r\u00e9gion du cerveau \u00e0 la m\u00e9moire motrice et \u00e0 la coordination, elle est aussi impliqu\u00e9e dans l\u2019attention, la r\u00e9gulation \u00e9motionnelle, le traitement sensoriel et la cognition sociale. Le cervelet joue aussi un r\u00f4le vital pour les syst\u00e8mes impliqu\u00e9s dans la mentalisation, qui sous-tend de nombreux aspects de notre capacit\u00e9 \u00e0 d\u00e9duire les \u00e9tats mentaux d\u2019autres personnes. En 2018, avec des coll\u00e8gues, Takanori Kochiyama, de l\u2019Institut de recherche pour les t\u00e9l\u00e9communications avanc\u00e9es (Advanced Telecommunications Research Institute), \u00e0 Kyoto, a publi\u00e9 une comparaison des cr\u00e2nes n\u00e9andertaliens avec ceux des premiers H. sapiens. Il en ressort que le cervelet n\u00e9andertalien \u00e9tait nettement plus petit que celui des membres de notre lign\u00e9e. Cette observation sugg\u00e8re que parmi les cons\u00e9quences de l\u2019ADN h\u00e9rit\u00e9 des N\u00e9andertaliens figurerait, dans notre esp\u00e8ce, une variabilit\u00e9 significative dans la structure et la fonction du cervelet, et donc dans la cognition sociale.<\/p>\n La taille de la population a un effet consid\u00e9rable sur la transmission d\u2019une mutation g\u00e9n\u00e9tique, surtout si celle-ci est d\u00e9l\u00e9t\u00e8re. Dans une grande population, une telle mutation sera assez vite \u00e9limin\u00e9e par le simple jeu des probabilit\u00e9s. Dans une petite population isol\u00e9e, en revanche, telle la population n\u00e9andertalienne, elle se propagera beaucoup plus probablement, un peu comme si elle \u00e9tait neutre (ni avantageuse\u00a0ni d\u00e9l\u00e9t\u00e8re), et pourra m\u00eame \u00eatre conserv\u00e9e de fa\u00e7on permanente. Au fil du temps, les petites populations tendent ainsi \u00e0 accumuler plus de mutations que les grandes, ce qui a pour effet de r\u00e9duire le nombre d\u2019enfants que leurs membres parviennent \u00e0 \u00e9lever avec succ\u00e8s, et cela expose ces petits groupes \u00e0 un risque d\u2019extinction. C\u2019est bien pour cette raison que le fait d\u2019\u00e9pouser un parent proche \u2013 un cousin germain, par exemple \u2013 est devenu tabou dans la plupart des cultures humaines.\u00a0Les cultures au sein desquelles cette pratique est tol\u00e9r\u00e9e pr\u00e9sentent souvent des taux anormalement \u00e9lev\u00e9s de maladies r\u00e9cessives, ces maladies g\u00e9n\u00e9tiques qui surviennent lorsqu\u2019un individu h\u00e9rite du m\u00eame facteur de susceptibilit\u00e9 g\u00e9n\u00e9tique que ses deux parents.<\/p>\n L\u2019\u00e9tude du g\u00e9nome n\u00e9andertalien a montr\u00e9 que cette esp\u00e8ce cousine a subi une r\u00e9duction drastique et prolong\u00e9e de ses effectifs, en d\u2019autres termes qu\u2019elle est pass\u00e9e par un \u00ab\u00a0goulot d\u2019\u00e9tranglement g\u00e9n\u00e9tique\u00a0\u00bb. Vers la fin de son existence \u2013 possiblement entre 50000 et 40000 avant le pr\u00e9sent \u2013, la population n\u00e9andertalienne aurait chut\u00e9 \u00e0 environ 5\u00a0000 individus seulement, ce qui a entra\u00een\u00e9 une accumulation de mutations potentiellement d\u00e9l\u00e9t\u00e8res, avec son cort\u00e8ge de maladies r\u00e9cessives et la baisse de f\u00e9condit\u00e9 associ\u00e9e.\u00a0Les fossiles n\u00e9andertaliens du site d\u2019El Sidr\u00f3n, en Espagne, t\u00e9moignent de ce goulot d\u2019\u00e9tranglement et de ses cons\u00e9quences, puisque l\u2019on y a trouv\u00e9 treize individus \u00e9troitement apparent\u00e9s pr\u00e9sentant sur leurs squelettes dix-sept anomalies cong\u00e9nitales diff\u00e9rentes\u2026<\/p>\n A lire aussi :<\/strong> Il y a plusieurs dizaines de milliers d\u2019ann\u00e9es [entre 50000 et 45000 avant le pr\u00e9sent principalement, ndlr], notre esp\u00e8ce s\u2019est m\u00e9tiss\u00e9e avec celle des N\u00e9andertaliens, de sorte qu\u2019elle a possiblement h\u00e9rit\u00e9 de variants g\u00e9n\u00e9tiques d\u00e9l\u00e9t\u00e8res. Est-il possible que certains d\u2019entre eux, demeur\u00e9s dans nos g\u00e9nomes, conditionnent aujourd\u2019hui non seulement la taille et la forme de certaines de nos structures c\u00e9r\u00e9brales, mais aussi notre propension \u00e0 souffrir de troubles neurod\u00e9veloppementaux et psychiatriques\u00a0?<\/p>\n L\u2019accumulation des indices recueillis \u00e0 ce stade sugg\u00e8re que cela pourrait bien \u00eatre le cas. Par exemple, des variants n\u00e9andertaliens ont \u00e9t\u00e9 associ\u00e9s au trouble d\u00e9pressif majeur. Ce n\u2019est peut-\u00eatre pas une co\u00efncidence si ces variants sont \u00e9galement li\u00e9s \u00e0 la d\u00e9termination du chronotype, c\u2019est-\u00e0-dire du fait d\u2019\u00eatre \u00ab\u00a0du matin\u00a0\u00bb ou \u00ab\u00a0du soir\u00a0\u00bb. Certains chercheurs avancent que les effets de l\u2019ADN n\u00e9andertalien sur notre chronotype, r\u00e9gul\u00e9 par nos rythmes circadiens (l\u2019horloge biologique), pourraient nous pr\u00e9disposer \u00e0 la d\u00e9pression, car de nombreux troubles de l\u2019humeur ont une composante saisonni\u00e8re importante (par exemple, le trouble affectif saisonnier, un type de trouble de l\u2019humeur dans lequel les sympt\u00f4mes apparaissent et disparaissent avec les changements de saisons).<\/p>\n La comparaison de l\u2019ADN de N\u00e9andertal \u00e0 celui de tr\u00e8s nombreuses personnes, affect\u00e9es, ou non, de certains troubles du d\u00e9veloppement c\u00e9r\u00e9bral et troubles mentaux, a permis de relier certains de ces troubles \u00e0 des variants g\u00e9n\u00e9tiques issus de notre lointain cousin.<\/p>\n \u00a9 Blue Andy\/Shutterstock ; \u00a9 Pour la Science<\/p>\n L\u2019ADN n\u00e9andertalien a aussi \u00e9t\u00e9 associ\u00e9 \u00e0 la consommation de substances telles que l\u2019alcool et le tabac. Certaines variations de g\u00e8nes semblent accro\u00eetre la sensibilit\u00e9 \u00e0 la douleur, poussant des individus \u00e0 consommer davantage d\u2019analg\u00e9siques. Enfin, un sous-ensemble de ces variants pourrait augmenter le risque de d\u00e9velopper un trouble d\u00e9ficitaire de l\u2019attention avec hyperactivit\u00e9 (TDAH), m\u00eame si ces mutations tendent \u00e0 dispara\u00eetre progressivement du g\u00e9nome humain moderne.<\/p>\n Le cas de l\u2019autisme<\/p>\n Inspir\u00e9s par ces constatations, nous avons d\u00e9cid\u00e9 d\u2019\u00e9tudier la possibilit\u00e9 d\u2019un lien entre ascendance n\u00e9andertalienne et autisme. Notre int\u00e9r\u00eat pour cette corr\u00e9lation est venu de la d\u00e9couverte de parall\u00e8les entre les r\u00e9seaux de connexions c\u00e9r\u00e9brales des circuits visuels et de traitement social des personnes non autistes \u00e0 proportion plus \u00e9lev\u00e9e d\u2019ADN n\u00e9andertalien et les m\u00eames r\u00e9seaux neuronaux chez les autistes. Ces derniers ont en effet souvent d\u2019exceptionnelles capacit\u00e9s visuo-spatiales\u00a0; lors de tests cognitifs, ils rep\u00e8rent facilement, par exemple, une forme cible perdue au milieu de nombreuses autres. Par ailleurs, leur cognition sociale limit\u00e9e \u00e9voque la connectivit\u00e9 r\u00e9duite observ\u00e9e dans ces m\u00eames voies neuronales chez les non-autistes pr\u00e9sentant une forte proportion d\u2019ADN n\u00e9andertalien. Nous avons aussi not\u00e9 que, tout comme les N\u00e9andertaliens avaient un cervelet plus petit que celui des premiers H. sapiens, ce qui a pu affecter leur cognition sociale, il est fr\u00e9quent que certaines sous-r\u00e9gions du cervelet des autistes pr\u00e9sentent un volume moindre.<\/p>\n L\u2019abondance de donn\u00e9es issues de la g\u00e9n\u00e9tique, de la neuro-imagerie et de la reconstruction du cerveau nous a incit\u00e9s \u00e0 nous demander si l\u2019ADN des N\u00e9andertaliens pouvait influencer la susceptibilit\u00e9 \u00e0 l\u2019autisme dans les populations humaines modernes. Nos \u00e9quipes respectives ont entrepris de r\u00e9pondre ensemble \u00e0 cette question \u00e0 partir de donn\u00e9es g\u00e9n\u00e9tiques disponibles sur les autistes et non-autistes \u00e0 partir de grandes bases de donn\u00e9es. Nous avons aussi examin\u00e9 l\u2019ADN n\u00e9andertalien chez ces personnes selon leur origine ethnique. Ainsi, les personnes ayant des origines africaines tendent \u00e0 avoir moins d\u2019ADN n\u00e9andertalien que les Asiatiques et les Europ\u00e9ens, de sorte qu\u2019il est crucial d\u2019en tenir compte dans nos statistiques sur les autistes et les non-autistes.<\/p>\n Les chercheurs \u00e9tudiant l\u2019ADN n\u00e9andertalien dans le g\u00e9nome humain moderne s\u2019int\u00e9ressent g\u00e9n\u00e9ralement aux petites variations g\u00e9n\u00e9tiques entre diff\u00e9rentes populations, ce que l\u2019on nomme des \u00ab\u00a0polymorphismes d\u2019un seul nucl\u00e9otide\u00a0\u00bb (PSN ou SNP en anglais, pour single nucleotid polymorphism). Nous avons voulu \u00e9tudier s\u00e9par\u00e9ment les PSN communs et rares chez les N\u00e9andertaliens, car, d\u2019une part, les variants plus rares sont plus susceptibles d\u2019\u00eatre nocifs et, d\u2019autre part, ils pr\u00e9sentent moins de chances d\u2019\u00eatre transmis \u00e0 la descendance. Nous avons constat\u00e9 que les autistes ont tendance \u00e0 avoir plus de PSN n\u00e9andertaliens rares que les non-autistes d\u2019une m\u00eame ethnie. Soulignons que les autistes n\u2019ont pas n\u00e9cessairement plus d\u2019ADN n\u00e9andertalien\u00a0: en d\u2019autres termes, ils ne sont pas davantage \u00ab\u00a0n\u00e9andertaliens\u00a0\u00bb que les non-autistes. L\u2019ADN n\u00e9andertalien qu\u2019ils portent comprend simplement plus de variants rares que chez ces derniers.<\/p>\n Nous avons aussi \u00e9tudi\u00e9 les PSN influen\u00e7ant sp\u00e9cifiquement l\u2019activit\u00e9 des g\u00e8nes dans le cerveau. Nous avons pu identifier 25 r\u00e9gions du g\u00e9nome influen\u00e7ant des traits sp\u00e9cifiques, ce que l\u2019on nomme des \u00ab\u00a0loci de caract\u00e8re quantitatif\u00a0\u00bb (eQTL, pour\u00a0expression quantitative trait loci\u00a0en anglais) en g\u00e9n\u00e9tique. Rappelons que le terme latin locus \u2013 loci au pluriel \u2013 sert en g\u00e9n\u00e9tique \u00e0 d\u00e9signer une position pr\u00e9cise sur un chromosome. Or nous avons constat\u00e9 que ces 25 loci h\u00e9rit\u00e9s des N\u00e9andertaliens sont surrepr\u00e9sent\u00e9s dans les groupes d\u2019autistes. Ainsi, environ 80\u00a0% des autistes blancs et hispaniques blancs atteints d\u2019\u00e9pilepsie sont porteurs d\u2019un PSN n\u00e9andertalien particulier dans le g\u00e8ne USP47, contre 15\u00a0% seulement dans le groupe de contr\u00f4le non autiste. Bien que la fonction de l\u2019USP47 soit mal comprise, ce g\u00e8ne est provisoirement li\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9pilepsie, souvent pr\u00e9sente avec l\u2019autisme.<\/p>\n Nous avons en outre d\u00e9couvert qu\u2019une mutation du g\u00e8ne COX10, chez les personnes ayant des origines africaines subsahariennes, \u00e9tait plus fr\u00e9quente chez les autistes que chez les non-autistes. Les animaux g\u00e9n\u00e9tiquement modifi\u00e9s afin que leur COX10 soit inactif ont tendance \u00e0 pr\u00e9senter un d\u00e9s\u00e9quilibre fonctionnel entre l\u2019activit\u00e9 des neurones excitateurs et celle des neurones inhibiteurs, ce qui est tr\u00e8s caract\u00e9ristique du trouble de l\u2019autisme.<\/p>\n Des effets sur la connectivit\u00e9<\/p>\n Nous n\u2019avons pas encore d\u2019id\u00e9e claire quant \u00e0 l\u2019effet pr\u00e9cis de tous ces PSN n\u00e9andertaliens sur les autistes. Au sein de tous les groupes ethniques consid\u00e9r\u00e9s dans notre travail, ils semblent influencer le d\u00e9veloppement de la maladie de fa\u00e7on mesurable. Nos recherches sugg\u00e8rent que bon nombre des PSN rares h\u00e9rit\u00e9s de N\u00e9andertal associ\u00e9s \u00e0 l\u2019autisme contribuent \u00e0 l\u2019orchestration de la connectivit\u00e9 neuronale, ce qui affecte la fa\u00e7on dont les neurones communiquent entre eux. Mais il reste \u00e0 d\u00e9terminer pr\u00e9cis\u00e9ment comment ces variantes influent le d\u00e9veloppement du cerveau. Selon toute vraisemblance, il n\u2019y a pas de r\u00e9ponse unique.<\/p>\n La g\u00e9n\u00e9tique est un domaine extr\u00eamement complexe. M\u00eame s\u2019il y a d\u00e9j\u00e0 plus de vingt ans d\u00e9j\u00e0 que le g\u00e9nome d\u2019H. sapiens a \u00e9t\u00e9 s\u00e9quenc\u00e9, notre compr\u00e9hension des r\u00e9seaux mol\u00e9culaires et de leur influence sur le d\u00e9veloppement et le fonctionnement des organes reste relativement rudimentaire. D\u00e8s lors, lorsque nous nous effor\u00e7ons de comprendre comment l\u2019ADN n\u00e9andertalien influence nos g\u00e8nes, il nous faut accepter la complexit\u00e9 du probl\u00e8me. Plus de 78\u00a0000 g\u00e8nes sapiens [c\u2019est-\u00e0-dire des s\u00e9quences d\u2019ADN codant des prot\u00e9ines ou de l\u2019ARN, ndlr] se sont m\u00e9lang\u00e9s avec un nombre comparable de g\u00e8nes n\u00e9andertaliens. Nous savons aujourd\u2019hui r\u00e9soudre sans difficult\u00e9 des probl\u00e8mes en trois dimensions, mais cela devient extr\u00eamement difficile lorsqu\u2019un probl\u00e8me a 78\u00a0000 dimensions\u00a0survient. Les ordinateurs modernes ex\u00e9cutant un code d\u2019intelligence artificielle peuvent heureusement prendre en charge ce fardeau analytique.<\/p>\n A lire aussi :<\/strong> La premi\u00e8re recherche que nous avons men\u00e9e nous a permis de rep\u00e9rer de l\u2019ADN n\u00e9andertalien au sein de s\u00e9quences ne repr\u00e9sentant qu\u2019environ 1\u00a0% de l\u2019ensemble du g\u00e9nome humain. Par la suite, nous pr\u00e9voyons d\u2019analyser les s\u00e9quences compl\u00e8tes du g\u00e9nome r\u00e9cemment mises \u00e0 disposition provenant de familles humaines modernes, o\u00f9 une propension au trouble de l\u2019autisme existe. En \u00e9largissant notre zone de recherche d\u2019ADN ancien des g\u00e8nes aux r\u00e9gions s\u00e9parant les g\u00e8nes \u2013 c\u2019est-\u00e0-dire en dehors des s\u00e9quences d\u2019ADN codant des prot\u00e9ines ou de l\u2019ARN \u2013, nous pourrons \u00e9tudier des millions d\u2019eQTL, r\u00e9gulant l\u2019intensit\u00e9 de l\u2019expression des g\u00e8nes un peu \u00e0 la mani\u00e8re dont un interrupteur gradu\u00e9 module l\u2019intensit\u00e9 de la lumi\u00e8re d\u2019une lampe. Une fois les eQTL en question cartographi\u00e9s en rapport avec les variants g\u00e9n\u00e9tiques h\u00e9rit\u00e9s des N\u00e9andertaliens pr\u00e9sents dans les g\u00e9nomes humains actuels, nous pourrons savoir si l\u2019ADN n\u00e9andertalien modifie de mani\u00e8re mesurable l\u2019expression des g\u00e8nes.<\/p>\n
\n Le cervelet, ma\u00eetre des \u00e9motions et du mouvement<\/a><\/p>\n
\n [\u00c0 l’\u00e9coute de la science] De N\u00e9andertal \u00e0 Sapiens : un peuplement de l’Europe sans transition ?<\/a><\/p>\n![\"ADN](\"https:https:\/\/medias.pourlascience.fr\/api\/v1\/images\/view\/6824b5882be2fd834305cf12\/wide_700-webp\/image.jpg\")
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\n L\u2019autisme, une question de connexions?<\/a><\/p>\n