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Posté par Michel le Vendredi 02/05/2008 à 00:00
De nouvelles preuves de la sélection naturelle
D'où viennent les variations génétiques entre les populations humaines ? Une équipe de chercheurs parisiens répond aujourd'hui: de la sélection naturelle.

Chère à Darwin, la sélection naturelle est un lent processus qui distingue, au fil des générations, les individus les mieux adaptés à leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...). Mais si elle est souvent citée pour expliquer les caractéristiques d’animaux ou de plantes, son rôle est-il confirmé dans l’espèce humaine ? Oui, assure aujourd’hui une équipe de l’unité « Génétique évolutive humaine » de l’Institut Pasteur (L’Institut Pasteur est une fondation française privée à but non lucratif qui se consacre à l'étude de la biologie, des...), à Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du...) (1). La sélection naturelle a bel (Nommé en l’honneur de l'inventeur Alexandre Graham Bell, le bel est unité de mesure logarithmique du rapport entre deux puissances, connue pour exprimer la puissance du son. Grandeur sans dimension en dehors du...) et bien modelé notre patrimoine génétique.


Représentation d'une section de la double hélice d'ADN

Pour la première fois, les chercheurs apportent la preuve, à l’échelle du génome entier, qu’elle est responsable des différences qui existent entre les populations. « Avant toute chose, il faut rappeler que génétiquement le concept de races humaines – c’est-à-dire le fait de vouloir subdiviser l’espèce humaine d’après des caractères physiques héréditaires – n’a aucun sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement,...), signale Lluis Quintana-Murci, directeur de l’unité. L’espèce humaine est jeune, et la diversité génétique s’avère finalement très faible. Sans compter que le génome d’un Lillois, par exemple, peut présenter plus de différences avec celui d’un Montpelliérain qu’avec celui d’un Dakarois. »

Il n’empêche, il existe une réelle variabilité à l’échelle des populations, qui se traduit par des traits physiques et physiologiques distincts. Par exemple, les Asiatiques ne digèrent pas le lactose (Le lactose est un glucide présent dans le lait (de 20 à 80g•L−1), dont il tire son nom (étymologiquement sucre de lait).) du lait, contrairement aux Européens du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) et à certaines populations africaines. Et les Européens du Nord, eux, résistent bien moins au paludisme (Le paludisme (du latin paludis, « marais »), aussi appelé malaria (de l'italien mal'aria, « mauvais air »), est une maladie infectieuse due à...) que les Africains. L’enjeu est donc de savoir si ces grandes tendances prennent leur source dans la dérive génétique, c’est-à-dire dans le simple hasard (Dans le langage ordinaire, le mot hasard est utilisé pour exprimer un manque efficient, sinon de causes, au moins d'une reconnaissance de cause à effet d'un événement.) des brassages démographiques, ou dans la fameuse sélection naturelle. Dans ce cas, une mutation génétique qui confère un avantage dans un environnement donné se répand plus rapidement au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des...) de la population.

Pour résoudre ce dilemme, les chercheurs se sont intéressés aux mutations de simples bases dans le génome humain. Quèsaco ? Notre patrimoine génétique est écrit avec un alphabet qui ne contient que quatre lettres, ou bases – A, T, C, G –, dont l’ordre d’assemblage définit toutes les substances constituant notre organisme. Or il arrive que dans une séquence donnée, une base soit malencontreusement remplacée par une autre. Lluis Quintana-Murci et ses collègues ont comparé près de 3 millions de ces mutations uniques chez plus de deux cents Nigérians, Chinois, Japonais et Européens du Nord, répertoriées dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) international Hapmap (2). L’idée était alors de calculer le degré de variabilité entre les populations pour chaque mutation. En clair, il s’agit d’une mesure statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le résultat de l'application d'une méthode statistique à un ensemble de données....) qui établit la présence ou non d’une mutation donnée dans une population. Un cas extrême serait par exemple que tous les Européens possèdent, à un endroit précis de leur génome, une base A alors que le reste du monde (Le mot monde peut désigner :) possède une base G. Le degré de variabilité pour cette mutation serait alors maximal, puisque tous les membres d’une unique population la porteraient.

Les chercheurs ont calculé le degré de variabilité pour chaque classe de mutations: selon qu’elles affectent un gène avec ou sans conséquences sur la protéine correspondante, qu’elles touchent une région du génome qui régule l’expression d’un gène ou n’a aucune fonction particulière…

« Si les fréquences des mutations étaient gouvernées par la simple dérive génétique, celles-ci toucheraient le génome dans son ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise...) et aucune classe de mutations ne serait avantagée par rapport à une autre, explique Lluis Quintana-Murci. En revanche, si leurs fréquences ont été influencées par la sélection naturelle locale, et donc impliquées dans l’adaptation à l’environnement de chaque population, il est évident que les régions du génome les plus importantes pour la bonne marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en appui alternatif sur les...) de l’organisme montreront le degré de variabilité le plus élevé. » Et c’est bien ce que les chercheurs ont découvert. Les mutations qui affectent directement les gènes et leurs protéines, et les régions régulatrices des gènes montrent une plus grande variabilité entre populations que les autres. En fait, 582 gènes exactement sont impliqués. Il s’agit évidemment de ceux contrôlant les traits morphologiques, comme la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) de peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) ou le type de cheveux, mais aussi de ceux qui régulent le métabolisme ou la réponse immunitaire aux pathogènes. C’est ainsi qu’une mutation du gène CR1, impliqué dans la résistance aux attaques de paludisme, se retrouve chez 85 % des Africains mais est absente chez les Européens et les Asiatiques.

L’équipe de Lluis Quintana-Murci ne va pas s’arrêter en si bon chemin. Elle souhaite maintenant mieux connaître le rôle de la sélection naturelle dans les interactions de l’homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...) avec les pathogènes et savoir dans quelle mesure celles-ci sont affectées par le mode de vie (La vie est le nom donné :) des populations humaines.


Notes:

(1) Unité CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) « Hôtes, vecteurs et agents infectieux: biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire...) et dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) ».

(2) Financé par le Japon, la Chine, le Royaume-Uni, le Canada, le Nigéria et les États-Unis, le projet Hapmap vise à cataloguer les similitudes et les différences génétiques entre les humains, notamment pour l'identification de gènes associés à des maladies et à la réponse aux traitements.


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Source: CNRS
 
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