Nouvelles perspectives sur la diversité génétique et l’évolution de nos parents les plus proches et les causes génétiques des maladies humaines

Les primates présentent une grande diversité génétique qui varie selon les espèces et les régions géographiques. “L’étude de cette diversité est également cruciale pour comprendre l’évolution humaine, les causes des maladies humaines et pour préserver nos plus proches parents”, déclare Christian Roos, scientifique au Laboratoire de génétique des primates du Centre allemand des primates et l’un des auteurs. Sous la direction de chercheurs de l’Universitat Pompeu Fabra, en Espagne, du Baylor College of Medicine, aux États-Unis, et d’Illumina Inc, aux États-Unis, les génomes de 809 individus de 233 espèces de primates ont été séquencés. Cela couvre près de la moitié des espèces de primates existantes et multiplie par quatre le nombre de génomes de primates disponibles.

Nouvelles perspectives sur l’évolution des primates et le caractère unique de l’homme

Les analyses comparatives fournissent des informations fondamentales sur la diversité génétique et l’histoire évolutive des primates et des informations importantes sur ce qui distingue les humains des autres primates. Les données génomiques ont réduit de moitié le nombre de variantes génomiques censées se produire exclusivement chez l’homme. “Cela facilite la recherche de mutations que nous ne partageons pas avec d’autres primates et qui pourraient donc être à la base des traits qui font de nous des humains”, explique Dietmar Zinner, scientifique au Laboratoire d’éthologie cognitive du Centre allemand des primates et aussi l’un des auteurs. L’une des études examine de plus près l’évolution des babouins et constate qu’il y a eu plusieurs épisodes d’hybridation et de flux de gènes, jusque-là inconnus, entre les espèces de babouins. “Nous avons découvert que les babouins de l’ouest de la Tanzanie sont les premiers primates non humains à avoir reçu des contributions de trois lignées génétiques”, a déclaré Liye Zhang, doctorante au Centre allemand des primates et l’un des principaux auteurs de l’étude sur les babouins. “Ces résultats suggèrent que la structure génétique de la population de babouins et son histoire d’échange génétique entre les espèces sont plus complexes qu’on ne le pensait auparavant et montrent que les babouins constituent un bon modèle pour des processus similaires dans l’évolution des premières lignées humaines en Afrique et en dehors”, dit Dietmar Zinner.

Conservation des espèces à l’aide des données génomiques

Une grande diversité génétique permet aux espèces de mieux s’adapter aux conditions environnementales changeantes et aux agents pathogènes. Surtout dans les petites populations, il existe un risque de consanguinité et donc une réduction de la diversité génétique. Déjà, 63 % de toutes les espèces de primates sont menacées d’extinction, et l’analyse de la diversité génétique fournit des informations sur les espèces qui ont le plus besoin d’être protégées, du moins d’un point de vue génétique. “Nous avons trouvé une diversité génétique particulièrement faible chez le singe doré à nez retroussé de Chine et le aye-aye de Madagascar”, explique Christian Roos.

Des mutations rares peuvent augmenter le risque de maladie

L’une des limites de la génétique humaine et clinique est qu’il n’est actuellement pas possible d’identifier parmi des centaines de milliers de mutations celles qui causent la maladie. À ce jour, les causes génétiques de nombreuses maladies courantes, telles que le diabète et les maladies cardiaques, sont inconnues, soit en raison d’un manque d’informations génétiques, soit en raison du grand nombre de facteurs génétiques et autres impliqués. En comparant les génomes des primates, 4,3 millions de mutations ont maintenant été identifiées qui peuvent altérer la fonction des protéines et ainsi entraîner des maladies chez l’homme. Six pour cent des 4,3 millions de mutations identifiées sont cependant courantes chez les primates et sont donc considérées comme ayant potentiellement peu d’impact sur la maladie humaine car elles sont tolérées chez ces animaux. Grâce à l’algorithme d’apprentissage en profondeur PrimateAI-3D développé par Illumina Inc, les mutations pathogènes peuvent désormais être mieux identifiées. “C’est une sorte de ChatGPT pour la génétique qui utilise des séquences du génome au lieu du langage humain”, explique Kyle Farh, vice-directeur du groupe AI chez Illumina Inc, le leader mondial du séquençage de l’ADN.