Le croisement des hommes modernes et des néandertaliens en Europe il y a des milliers d'années, a donné aux hommes des variations génétiques qui ont augmenté la capacité de ceux qui les portent à lutter contre les infections.
Cet héritage de l'Homme de Néandertal aurait aussi laissé certaines personnes plus sujettes aux allergies.
Ces découvertes, rapportées dans deux études indépendantes dans l'American Journal of Human Genetics en janvier dernier montrent le rôle important des relations interspécifiques dans l'évolution humaine et plus spécifiquement dans le système immunitaire inné, qui sert de première ligne de défense de l'organisme contre l'infection.
"Nous avons découvert que le croisement avec les hommes archaïques, les Néandertaliens et Dénisoviens, a influencé la diversité génétique dans les génomes actuels, dont trois gènes de l'immunité innée appartenant à la famille des récepteurs de type Toll." rapporte Janet Kelso de L'Institut Max Planck d'anthropologie évolutionniste à Leipzig en Allemagne.
"Ces gènes d'immunité innée, et d'autres, présentent des niveaux plus élevés d'ascendance de Néandertal que le reste du codage du génome", ajoute Lluis Quintana-Murci de l'Institut Pasteur et du CNRS à Paris, "cela souligne l'importance que les événements d'introgression (le mouvement des gènes entre les espèces) ont pu avoir dans l'évolution du système immunitaire inné de l'homme".
De précédentes études avaient montré qu'un à six pourcent des génomes d'eurasiens modernes étaient hérités d'anciens hominidés, comme les néandertaliens ou dénisoviens.
Quintana-Murci et ses collègues sont partis à la découverte de l'évolution du système immunitaire inné dans le temps. Ils ont eu à disposition de vastes quantités de données disponibles à partir des individus d'aujourd'hui, grâce au Projet 1000 Génomes, ainsi que les séquences du génome d'anciens hominidés.
L'équipe de Quintana-Murci s'est concentrée sur une liste de 1500 gènes, connus pour jouer un rôle dans le système immunitaire inné. Ils ont alors examiné les modèles de variation génétique et l'évolution des changements dans ces régions relatives au reste du génome à un niveau de détail sans précédent.
Finalement, ils ont estimé le moment du changement dans le système immunitaire et dans quelle mesure la variation de ces gènes a été transmis par les néandertaliens.
Ces investigations ont révélé peu de changements sur de longues périodes de temps pour certains gènes immunitaires innés, en raison de fortes contraintes. D'autres gènes ont subi des balayages sélectifs dans lesquels une nouvelle variante a rapidement augmenté jusqu'à proéminence, peut-être en raison d'un changement dans l'environnement ou bien suite à une maladie épidémique.
La plupart des adaptations dans les gènes codant des protéines se sont produits dans les derniers 6000 à 13000 ans, alors que les populations humaines passaient de la chasse et de la cueillette à l'agriculture.
Cependant, Quintana-Murci précise que la plus grande surprise pour eux "a été de trouver que le groupe TLR1-6-10 est parmi les gènes ayant des ancêtres de Néandertal les plus élevés à la fois chez les européens et les asiatiques."
Dans la seconde étude, Kelso et ses collègues sont arrivés à la même conclusion, mais ils n'ont pas cherché à étudier le système immunitaire. Leur intérêt était de comprendre l'importance fonctionnelle des gènes hérités des hommes archaïques de façon plus générale.
Ils ont analysé les génomes humains actuels pour trouver des groupes ayant de grandes similarités avec les génomes des néandertaliens et des dénisoviens. Ils ont alors examiné la prévalence de ces groupes dans les hommes actuels de différentes parties du monde.
Ces analyses les ont conduit aux mêmes trois gènes TLR. Deux de ces variantes génétiques sont plus similaires au génome de Néandertal, alors que la troisième est plus similaire au génome du Dénisovien, rapporte le groupe de Kelso.
Bien que cette plus grande sensitivité puisse protéger d'une infection, cela peut aussi augmenter la sensibilité des gens actuels aux allergies.
"Ce qui a émergé de notre étude comme dans d'autres travaux sur l'introgression est que le croisement avec les hommes archaïques a en effet des implications fonctionnelles pour l'homme moderne, et que les conséquences les plus évidentes ont été dans l'élaboration de notre adaptation à notre environnement, améliorant la façon dont nous résistons aux pathogènes et métabolisons les nouveaux aliments." explique Kelso.
Aussi surprenant que cela puisse paraître, cela a beaucoup de sens, estime-t-elle. Néandertal, par exemple, a vécu en Europe et dans l'ouest de l'Asie pendant environ 200000 ans avant l'arrivée de l'homme moderne. Ils étaient donc probablement bien adaptés au climat local, aux aliments et aux pathogènes. Aussi, le croisement avec les hommes archaïques, nous a apporté ces adaptations avantageuses.
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Cet héritage de l'Homme de Néandertal aurait aussi laissé certaines personnes plus sujettes aux allergies.
Ces découvertes, rapportées dans deux études indépendantes dans l'American Journal of Human Genetics en janvier dernier montrent le rôle important des relations interspécifiques dans l'évolution humaine et plus spécifiquement dans le système immunitaire inné, qui sert de première ligne de défense de l'organisme contre l'infection.
Une représentation d'artiste de l'Homme de Néandertal au Rheinisches Landesmuseum Bonn, Germany. Celldex, Wikimedia Commons
"Nous avons découvert que le croisement avec les hommes archaïques, les Néandertaliens et Dénisoviens, a influencé la diversité génétique dans les génomes actuels, dont trois gènes de l'immunité innée appartenant à la famille des récepteurs de type Toll." rapporte Janet Kelso de L'Institut Max Planck d'anthropologie évolutionniste à Leipzig en Allemagne.
"Ces gènes d'immunité innée, et d'autres, présentent des niveaux plus élevés d'ascendance de Néandertal que le reste du codage du génome", ajoute Lluis Quintana-Murci de l'Institut Pasteur et du CNRS à Paris, "cela souligne l'importance que les événements d'introgression (le mouvement des gènes entre les espèces) ont pu avoir dans l'évolution du système immunitaire inné de l'homme".
De précédentes études avaient montré qu'un à six pourcent des génomes d'eurasiens modernes étaient hérités d'anciens hominidés, comme les néandertaliens ou dénisoviens.
Quintana-Murci et ses collègues sont partis à la découverte de l'évolution du système immunitaire inné dans le temps. Ils ont eu à disposition de vastes quantités de données disponibles à partir des individus d'aujourd'hui, grâce au Projet 1000 Génomes, ainsi que les séquences du génome d'anciens hominidés.
L'équipe de Quintana-Murci s'est concentrée sur une liste de 1500 gènes, connus pour jouer un rôle dans le système immunitaire inné. Ils ont alors examiné les modèles de variation génétique et l'évolution des changements dans ces régions relatives au reste du génome à un niveau de détail sans précédent.
Finalement, ils ont estimé le moment du changement dans le système immunitaire et dans quelle mesure la variation de ces gènes a été transmis par les néandertaliens.
Ces investigations ont révélé peu de changements sur de longues périodes de temps pour certains gènes immunitaires innés, en raison de fortes contraintes. D'autres gènes ont subi des balayages sélectifs dans lesquels une nouvelle variante a rapidement augmenté jusqu'à proéminence, peut-être en raison d'un changement dans l'environnement ou bien suite à une maladie épidémique.
Cette carte du monde montre les fréquences d'ADN de type TLR néandertalien dans la base 1000 Génomes. La taille de chaque point est proportionnelle au nombre d'individus dans une population. Credit: Dannemann et al./American Journal of Human Genetics 2016
La plupart des adaptations dans les gènes codant des protéines se sont produits dans les derniers 6000 à 13000 ans, alors que les populations humaines passaient de la chasse et de la cueillette à l'agriculture.
Cependant, Quintana-Murci précise que la plus grande surprise pour eux "a été de trouver que le groupe TLR1-6-10 est parmi les gènes ayant des ancêtres de Néandertal les plus élevés à la fois chez les européens et les asiatiques."
Dans la seconde étude, Kelso et ses collègues sont arrivés à la même conclusion, mais ils n'ont pas cherché à étudier le système immunitaire. Leur intérêt était de comprendre l'importance fonctionnelle des gènes hérités des hommes archaïques de façon plus générale.
Ils ont analysé les génomes humains actuels pour trouver des groupes ayant de grandes similarités avec les génomes des néandertaliens et des dénisoviens. Ils ont alors examiné la prévalence de ces groupes dans les hommes actuels de différentes parties du monde.
Ces analyses les ont conduit aux mêmes trois gènes TLR. Deux de ces variantes génétiques sont plus similaires au génome de Néandertal, alors que la troisième est plus similaire au génome du Dénisovien, rapporte le groupe de Kelso.
Bien que cette plus grande sensitivité puisse protéger d'une infection, cela peut aussi augmenter la sensibilité des gens actuels aux allergies.
"Ce qui a émergé de notre étude comme dans d'autres travaux sur l'introgression est que le croisement avec les hommes archaïques a en effet des implications fonctionnelles pour l'homme moderne, et que les conséquences les plus évidentes ont été dans l'élaboration de notre adaptation à notre environnement, améliorant la façon dont nous résistons aux pathogènes et métabolisons les nouveaux aliments." explique Kelso.
Aussi surprenant que cela puisse paraître, cela a beaucoup de sens, estime-t-elle. Néandertal, par exemple, a vécu en Europe et dans l'ouest de l'Asie pendant environ 200000 ans avant l'arrivée de l'homme moderne. Ils étaient donc probablement bien adaptés au climat local, aux aliments et aux pathogènes. Aussi, le croisement avec les hommes archaïques, nous a apporté ces adaptations avantageuses.
Relecture par Marion Juglin
Source:
- Popular Archaeology: "Neanderthal genes gave modern humans an immunity boost and allergies"
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