Nos ancêtres lointains étaient des vraies bêtes de sexe !

J’avais il y a quelques jours disserté de la présence de régions non codantes de l’ADN qui sont en réalité des séquences d’origine virale qu’on a retrouvé entre autres échantillons dans l’ADN de la phalange d’une jeune fille découverte dans la grotte de Denisova dans l’Altaï. Le minuscule fossile a été daté à 40000 ans et il existe des différences notoires avec l’homme moderne ( https://jacqueshenry.wordpress.com/2013/11/21/ce-qui-fait-que-nous-sommes-nous-et-personne-dautre/ ) je n’y reviendrai pas. Séquencer de l’ADN datant de 40000 ans était déjà une prouesse en soi, mais pas mieux que le séquençage d’une partie de l’ADN de l’homme de Neandertal datant d’environ 100000 ans réalisé il y a quelques années. Si les conditions de « conservation » des restes proto-humains sont particulièrement favorables, les paléo-biologistes ont quelques chances de succès et c’est ce qu’a prouvé encore une fois l’équipe de Svante Pääbo du Max Planck Institute de Leipzig en réussissant à élucider la presque totalité de la séquence de l’ADN mitochondrial d’un Homo heidelbergensis qui a été retrouvé avec beaucoup d’autres restes proto-humains dans une grotte du nord de l’Espagne, la Sima de los Huesos, en français la fosse aux os. Le squelette qui a permis cette prouesse a été daté d’environ 500000 ans c’est-à-dire bien avant Neandertal ou la fille de Denisova.

Ce qui a permis de réaliser ce travail, c’est d’abord la puissance des machines de séquençage, mais c’est aussi la qualité de l’échantillon. Cette fosse aux os fait partie d’une grotte et est située à plus de 500 mètres de l’entrée. Il faut effectuer des reptations pénibles dans un tunnel étroit avant d’accéder au trou de 13 mètres de profondeur au fond duquel ont été retrouvé des dizaines d’ossements. La température de 10 degrés est quasiment stable ainsi que le taux d’humidité alors qu’en un demi million d’années le climat a oscillé entre des périodes glacières et des périodes chaudes. C’est la constance parfaite des conditions de température et d’hygrométrie qui ont permis à l’ADN de ne pas être totalement dégradé. L’autre avantage de l’ADN mitochondrial est qu’il se trouve présent en une multitude de copies dans les mitochondries et qu’il y a de surcroit plusieurs mitochondries dans chaque cellule. Au cours du vieillissement les bases puriques et pyrimidiques ont tendance à perdre des groupements aminés et c’est ce dernier point qui a aussi permis de faire la distinction entre l’ADN en question et les contaminations pouvant provenir aussi bien des archéologues que des techniciens du laboratoire du Max Planck Institute.

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Même si les fragments d’ADN étaient rarement de plus de 50 bases les recoupements et l’établissement d’analogies ont finalement permis de reconstituer la presque totalité de ce petit bout d’information génétique datant d’une époque où on ressemblait encore beaucoup au singe, notre cousin le plus proche, et pas vraiment encore aux hommes modernes, n’en déplaise aux créationistes. Pour expliquer les résultats surprenants finalement obtenus, il faut rappeler que l’ADN mitochondrial n’est transmis à la descendance que par la mère alors que l’ADN du noyau ou ADN nucléaire provient pour moitié de la mère et pour moitié du père. Avec tous ces éléments en mémoire qu’a-t-on découvert ? D’abord l’Homo heidelbergensis, on le savait déjà, partageait des traits morphologiques faciaux avec l’homme de Neandertal comme des arcades sourcilières prononcées du genre de celles des chimpanzés pour se faire une idée, donc il semble qu’il était plus proche de Neandertal que des Denisovans, encore qu’on ne sait pas trop à quoi ressemblaient ces derniers, mais pourtant l’ADN mitochondrial de cet ancêtre commun supposé tant des Neandertaliens que des Denisovans est plus proche de l’ADN mitochondrial de ces derniers, les Denisovans, et plus éloigné de l’homme moderne. La seule explication possible pour ce résultat est qu’il y eut des métissages entre groupes proto-humains. Pour parler franc, nos ancêtres devaient être des vraies bêtes de sexe et toute créature qui ressemblait de près ou de loin à une femelle était bon pour que le mâle dominant puisse se soulager. Les femelles (les femmes?) transmettaient leur ADN mitochondrial comme on dit « horizontalement » en termes de généticien pour qu’on le retrouve chez les Denisovans avec plus de proximité, encore génétiquement parlant, que chez Homo heidelbergensis. Ces résultats ont également montré que l’Homo heidelbergensis et les Denisovans ont divergé du même ancêtre proche de l’homme de Neandertal il y a environ 700000 ans. Tout ça laisse rêveur. Pour le mot « horizontalement » je laisse mes lecteurs penser ce qu’ils veulent …

Source : Max Planck Institute

 

Ce qui fait que nous sommes « nous » (et personne d’autre)

Une plongée profonde dans les mystères de l’ADN est maintenant possible grâce aux performances en incessante amélioration des machines qui arrivent à déterminer la séquence totale de ce support de l’hérédité qu’est l’ADN à partir de la moitié d’une dent ou de l’os de la dernière phalange du petit doigt et en des temps records. C’est ce qui a été rendu possible dans le laboratoire du Professeur Svante Pääbo, le spécialiste mondial de l’élucidation de l’ADN préhistorique au Max Planck Institute de Leipzig. Cette phalange d’une petite fille datant d’environ 41000 ans a été découverte dans une grotte située au cœur des montagnes de l’Altaï appelée la grotte de Denisova, du nom d’un ermite prénommé Denis qui aurait séjourné isolé dans cet endroit et où, faut-il le préciser la température ne dépasse jamais zéro degrés même par une belle journée ensoleillée au milieu de l’été sibérien. Mais ce que cet ermite ignorait c’est que bien avant lui ses ancêtres avaient également élu domicile au même endroit, notre proches parents il y a quelques dix mille ans, mais aussi des Néandertaliens et ces ancêtres très différents de nous et des nos cousins néandertaliens maintenant appelés les Dénisoviens.

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Ce que l’on sait de ces cousins éloignés, pas grand chose sinon qu’ils vivaient probablement en groupes isolés et qu’ils ont disparu de l’Asie après avoir émigré dans ces contrées éloignées probablement avant les hommes de Néanderthal mais qu’ils ont rencontré ces derniers ainsi que des hommes « plus modernes » car il semble qu’il y ait eu des métissages, histoires de cul obligent (cf La Guerre du Feu, roman de J.H. Rosny paru en 1911 qui fit l’objet d’un film fameux). Ce que les analyses de l’ADN de cette enfant à partir d’une phalange du petit doigt et d’un autre représentant de cette peuplade à partir d’une dent mais ne datant pas tout à fait de la même période d’occupation de la grotte révèlent c’est que les Dénisoviens divergèrent des Néandertaliens il y aurait environ 650000 ans et ces deux sous-groupes d’humains auraient divergé des ancêtres des Africains modernes, nous y compris, il y aurait 800000 ans, tout le temps donc pour que l’ADN évolue en profondeur comme on peut maintenant le découvrir avec ces nouvelles machines ultra-performantes qui arrivent à reconstituer l’ensemble du génome à partir des petits morceaux issus de la lente dégradation de cette énorme molécule. On navigue dans une échelle de temps difficile à appréhender, un peu comme les distances entre les galaxies … Six cent cinquante mille ans, c’est difficile à imaginer à l’échelle d’une vie humaine, même si l’espérance de vie augmente de quelques jours chaque année avec les progrès de la médecine, mais la conclusion de ce billet aurait tendance à infirmer ce dernier point.

En comparant les génomes des hommes modernes, vous et moi, des Néandertaliens et des Dénisoviens, on est entré dans un tout autre domaine de découvertes, en quelque sorte une réponse partielle à la question qui pourrait être posée en ces termes : « qu’est-ce qui fait que nous sommes « Nous » ? ». Vaste problème que la génétique sera peut-être à même de répondre un jour prochain, et quand je dis un jour prochain c’est parce que les prémices des éléments de réponse sont presque sous nos yeux.

L’ADN humain, j’en ai parlé dans de nombreux billets de mon blog, est essentiellement constitué de séquences inutiles, les anglo-saxons appellent ça du « junk », un mot intraduisible en bon français qui pourrait signifier détritus, le mot le plus approprié que j’ai trouvé. Mais beaucoup de ces portions d’ADN sont en réalité des réminiscences d’informations génétiques provenant de virus, plus précisément de rétrovirus. Tout le monde connait le virus du SIDA, c’est un rétrovirus, c’est-à-dire un virus dont l’information génétique est supportée par de l’ARN et non de l’ADN. La distinction entre ARN et ADN réside dans la nature du sucre qui lie chaque motif contenant une base, un ribose ou un désoxyribose et l’ARN n’a pas la capacité de s’enrouler en double hélice comme l’ADN, mais ce détail ne fait pas partie de mon propos. Les rétrovirus ont la capacité de copier leur ARN en ADN (en double hélice) et de l’incorporer au matériel génétique de l’hôte car ils codent pour une machinerie enzymatique capable de réaliser ce subterfuge complètement démoniaque. Et ça fait des centaines de milliers d’années que ça se passe comme ça et qu’on subit en quelque sorte ce genre de violation de notre patrimoine génétique intime sans le savoir. De plus ce ne sont pas des virus vraiment gentils, la plupart sont liés à des formes de cancer et à bien d’autres maladies contre lesquelles on est totalement impuissant comme des réactions auto-immunes dont on a toutes les peines du monde (médical) à expliciter les causes. On porte donc dans nos gènes des séquences génétiques qui sont des déchets dangereux (junk en anglais) pouvant être la source de toutes sortes de pathologies le plus souvent mortelles.

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Des biologistes des Universités de Plymouth et d’Oxford ont comparé l’ADN des hommes modernes, vous et moi, avec ceux des Néandertaliens et des Dénisoviens et ils sont arrivé à la conclusion incroyable que nous trainons, comme un boulet à la cheville, des dizaines de séquences virales différentes dans nos gènes et que ça ne date pas d’hier mais d’il y a plus de 500000 mille ans ! De plus cette saloperie (junk en anglais, c’est une autre traduction compatible mais il y en a bien d’autres) représente 8 % de notre génome, vraiment de quoi avoir peur, surtout quand on sait maintenant que des stimuli extérieurs peuvent réveiller à tout moment ces virus. Le Docteur Gkikas Magiorkinis, de l’Université d’Oxford en parle en ces termes : « Dans certaines circonstances, deux virus (endogènes) peuvent se combiner pour faire apparaître une maladie. On a observé cela chez des animaux quand une bactérie active leur expression conduisant à l’apparition de cancers ». Fort heureusement pour nous, en 500000 ans ces séquences virales, qui se sont incorporé à notre ADN et qu’on a retrouvé dans l’acide nucléique de la phalange de la petite fille de la grotte des montagnes de l’AltaÏ, ont subi la même « pression de sélection » que tout le reste de notre patrimoine génétique et un grand nombre de ces virus ont été inactivés mais il n’en demeure pas moins que nous portons en nous les causes de notre mort, en particulier à la suite de cancers.

Nos cousins néandertaliens et dénisoviens nous ont laissé un héritage et nous devons faire avec, on se le coltine depuis des centaines de milliers d’années et il est difficile d’entrevoir dans ces conditions une quelconque approche thérapeutique efficace, nous sommes les propres porteurs de nos maux, ce qui fait peut-être en définitive que nous sommes « nous » et pas un (une) autre.

Source : University of Oxford ( http://www.ox.ac.uk/media/news_stories/2013/131119.html ) , Wikipedia et National Geographic pour l’illustration.

 

 

Alerte : les Chlamydia sont cancérigènes !

On s’en doutait un peu mais cette fois-ci c’est prouvé les Chlamydia sont bien des agents oncogènes. Ces petits micro-organismes, c’est un peu un pléonasme d’écrire ceci, mais les Chlamydia sont des petites bactéries qui sont, un peu comme les virus, des parasites obligatoires des cellules qu’elles infectent pour se multiplier puisqu’elle ne disposent pas de tout l’équipement nécessaire pour se reproduire par elles-mêmes. Pour situer le problème, les chlamydioses constituent la première maladie sexuellement transmissible dans le monde avec plus de 90 millions de nouveaux cas par an. Chez l’homme, le symptôme le plus commun est une sensation de brûlure de l’urètre au moment de la miction (en général l’homme va vite consulter un urologue) mais chez la femme l’infection est souvent indolore et inaperçue et donc ignorée jusqu’à ce que l’on découvre un cancer de l’utérus ou pire des ovaires bel et bien déclenché par les Chlamydia. Des biologistes du Max Planck Institute de Berlin ont en effet montré que ces parasites intracellulaires modifiaient l’ADN de la cellule hôte. Quand l’ADN d’une cellule est trop endommagé pour diverses raisons, si la réparation de ce dernier n’est pas possible, la cellule se suicide littéralement, ce que l’on appelle doctement l’apoptose. Lorsque les Chlamydia parasitent une cellule et se multiplient à l’intérieur de celle-ci elles induisent des dommages à l’ADN de la cellule hôte mais par un mécanisme encore mal connu, les Chlamydia prennent en charge la réparation de l’ADN de la cellule et c’est au cours de ce processus qu’une cellule peut tout d’un coup devenir cancéreuse parce que la réparation a été défectueuse. Un peu comme si le parasite finit par tuer la cellule mais pas trop vite tout de même pour pouvoir se multiplier aisément, d’où ces mécanismes de réparation ingénieux mais au final dangereux. La cellule hôte n’y comprend plus rien et devient alors cancéreuse au lieu de se suicider comme elle aurait dû le faire en cas de gros dégâts de son ADN. De même que l’on sait maintenant sans équivoque que certains cancers de l’estomac sont provoqués par la bactérie Helicobacter pilori également responsable de certaines formes d’ulcères de l’estomac et dont on sait se débarrasser à l’aide d’antibiotiques appropriés, de même que le virus du papillome (HPV) responsable des tumeurs du col de l’utérus peut être combattu par vaccination depuis peu, de même un dépistage des Chlamydia serait opportun pour réduire l’incidence des cancers de l’utérus et des ovaires car l’apparition des symptômes des cancers, en particulier de l’ovaire, est souvent tardive avec les conséquences que l’on connait sur les chances de survie. Dans le cliché ci-dessous, chaque petit grain vert est une Chlamydia …

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Chlamydia (green) sheltered inside a human host cell (red).

© MPI for Infection Biology/V. Brinkmann

Source et crédit photo : Max Plank Institute