Les Néandertaliens se sont peut-être éteints il y a 30 000 ans, mais ils vivent toujours en nous. Depuis que les scientifiques ont découvert que l’ADN de Neandertal constituait environ 2% des génomes d’êtres humains modernes européens et asiatiques, ils ont spéculé sur la manière dont ces gènes persistants nous affectent aujourd’hui. Maintenant, nous avons constaté que même si la plupart des humains ressemblent à peine aux Néandertaliens, leur ADN influence encore le fonctionnement de nos gènes.
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Les humains et les néandertaliens ont commencé à se séparer sur l'arbre de l'évolution il y a environ 700 000 ans, mais ont continué à se croiser jusqu'à au moins 50 000 ans. En dépit d'une incompatibilité génétique qui aurait pu rendre la reproduction difficile, un nombre suffisant d'hommes-Néandertaliens hybrides sont nés pour enchâsser des fragments de leur ADN dans l'ensemble du génome humain. Des recherches antérieures ont montré que les séquences d'ADN de Neandertal et les gènes trouvés chez l'homme moderne sont liés à la dépression, au métabolisme des graisses et à une foule d'autres traits et conditions.
Cependant, le fait de voir un gène ne signifie pas que nous savons comment il fonctionne. Les gènes peuvent être exprimés à différentes forces, et parfois pas du tout. Tout dépend de la façon dont cet ADN est utilisé par l'ARN dans nos cellules, ce qui suit les instructions de l'ADN pour fabriquer des protéines. Les cellules peuvent "réguler" divers gènes en choisissant de les utiliser, de les ignorer ou de les modifier pour produire de l'ARN. Malheureusement, contrairement à l’ADN relativement permanent, l’ARN est instable et, par conséquent, rarement présent dans les fossiles, ce qui rend difficile l’analyse de la façon dont les cellules des organismes éteints ont réellement utilisé leur ADN.
Dans une étude publiée hier dans la revue Cell, Rajiv McCoy, chercheur en génétique à l'Université de Washington, et ses co-auteurs ont pallié le manque de données anciennes sur l'homme de Néandertal en cherchant plutôt dans leurs descendants vivants: les humains hybrides d'aujourd'hui. "[Nous avons décidé d'utiliser] l'expression des gènes chez l'homme moderne pour avoir une idée de l'impact du flux de gènes néandertalien sur l'expression des gènes humains", déclare McCoy.
À l'aide d'un ensemble de données sur les génomes de plus de 400 personnes décédées, les chercheurs ont recherché des exemples de gènes hétérozygotes: gènes résultant de l'hérédité d'un gène humain d'un parent et d'un gène de Neandertal d'un autre. La base de données comprenait des échantillons de tissus provenant de 52 parties différentes du corps, a-t-il déclaré, permettant aux chercheurs de comparer la façon dont les gènes humains et de Néandertal ont été exprimés dans ces différentes zones en comparant la quantité de transcription de chaque gène en ARN.
En analysant ces individus avec des allèles humains et néandertaliens, ou des variations génétiques, McCoy et son équipe ont découvert des différences dans l'expression des gènes humains et néandertaliens dans 25% des régions testées. Ces différences ont des effets potentiels sur des caractères allant de la taille à la probabilité de contracter le lupus. "Il couvre vraiment tout le spectre des gènes humains", déclare McCoy.
Les chercheurs ont également pu comparer la force ou la faiblesse des gènes de l'homme et de l'homme de Néandertal dans différentes parties du corps.
McCoy dit que, d’intéressant, ils ont découvert que les gènes de Neandertal dans le cerveau et les testicules des personnes testées étaient exprimés plus faiblement que ceux d’autres régions. La raison en est probablement une évolution inégale: à mesure que les humains s'éloignent des Néandertaliens, dit McCoy, il est probable que ces parties du corps ont évolué plus rapidement que les autres. Ainsi, ils ont divergé plus loin des gènes de Neanderthal, et sont moins susceptibles d'être exprimés par les cellules là-bas.
Pour Tony Capra, généticien de l’Université Vanderbilt, qui n’a pas participé à cette étude, la réduction de l’expression des gènes dans les testicules pourrait indiquer que des mutations chez les Néandertaliens auraient pu réduire la fertilité des premiers hybrides homme-Néandertal. "Cela montre également que l'ADN néandertalien qui subsiste chez l'homme moderne pourrait influencer divers traits", explique Capra, qui a analysé les dossiers médicaux électroniques pour rechercher les effets de l'ADN néandertalien sur notre santé.
"Il s'agit d'une étude très complète de l'impact de l'introgression de Neandertal sur l'expression des gènes chez l'homme moderne", ajoute Fernando Racimo, chercheur au New York Genome Center, qui n'a également pas participé à l'étude. Racimo dit qu'il aimerait voir des recherches sur d'autres cas d'hybridation humaine, en particulier les anciens Denovisans et les Aborigènes d'Australie, dont les gènes vivent chez les habitants des îles mélanésiennes en Australie.
McCoy a déclaré que l'étude de l'héritage génétique du peuple mélanésien figurait sur sa liste de souhaits, mais qu'il faudra attendre que les échantillons d'ARN soient collectés. "Je me moque des données des autres", plaisante-t-il.
La technique utilisée dans cette étude pourrait également être appliquée à l'espèce humaine, ajoute McCoy. En comparant l'expression des allèles dans différentes zones du corps et chez différentes personnes, les scientifiques pourraient mieux comprendre la complexité de l'expression des gènes, a-t-il déclaré. Mais même en sondant le rôle de l'ADN de Neandertal dans nos génomes, nous pouvons encore mieux comprendre comment nos gènes disparates travaillent ensemble pour nous créer.
