L’évolution des mammifères fournit des indices pour comprendre les origines des maladies humaines


Des centaines d’études scientifiques ont été menées au fil des ans pour trouver les gènes sous-jacents aux traits humains communs, de la couleur des yeux à l’intelligence et aux maladies physiques et mentales.

Patrick Sullivan, MD, FRANZCP, professeur émérite Yeargan de psychiatrie et de génétique à l’École de médecine de l’UNC, et le Psychiatric Genomic Consortium ont produit un nouveau paquet pour la revue Sciencepour donner aux chercheurs une autre façon de comprendre la maladie humaine, en utilisant la puissance de la génomique évolutive.

« C’est un outil qui peut nous donner beaucoup d’indices importants sur la maladie humaine », a déclaré Sullivan, qui est également professeur à l’Institut Karolinska de Stockholm, en Suède. « Si nous pouvons plonger profondément dans votre génome, nous pouvons avoir une idée de vos ancêtres, humains et non humains, et observer les impacts de plusieurs millions d’années d’évolution en vous. »

Ce qui fait de nous des mammifères

Chaque organisme vivant sur la planète possède de l’ADN. Le matériau auto-réplicatif agit comme un modèle pour la production de certaines molécules dans les organismes, telles que les protéines. Il n’est pas surprenant que les humains et nos plus proches parents, les chimpanzés, partagent 98,8 % du matériel génétique.

Alors que certains de nos gènes ont évolué au fil du temps, d’autres sont restés les mêmes tout au long du processus d’évolution des mammifères. En termes scientifiques, on les appelle des gènes « hautement contraints ». Certains gènes humains ont une similitude génétique surprenante chez les souris, les vaches, les chiens, les chats, les chauves-souris et les dauphins dans de nombreuses régions du génome.

Ce sont les gènes qui nous unissent en tant que mammifères. Étant donné que ces gènes ont subi une « épreuve du feu » tout au long de l’histoire de l’évolution, ces régions génétiques inchangées doivent jouer un rôle fondamental dans la santé et la composition génétique de l’organisme, selon Sullivan.

« Certains gènes fortement contraints peuvent fabriquer des protéines qui sont presque identiques chez nous et chez une souris », a déclaré Sullivan. « C’est fou parce que nous avons probablement 60 millions d’années d’évolution entre nous et la souris. Et pourtant, cette protéine n’a pas changé, nous en déduisons donc que cette protéine fait quelque chose de vraiment important. »

Il pourrait être plus simple de voir le travail de nos gènes communs lorsque nous effectuons un zoom arrière pour adopter une vision plus holistique.

Les humains et les autres mammifères partagent des structures anatomiques, telles que le cœur à quatre chambres, les poumons, les cheveux (ou la fourrure), le squelette et les glandes mammaires productrices de lait. Nous partageons également des processus fondamentaux similaires à plus petite échelle, notamment l’embryologie, la croissance et la division des cellules, ainsi que le développement et le fonctionnement des synapses qui transmettent les substances chimiques neurologiques à travers notre corps et notre cerveau.

Qui sont tous formés à travers nos régions génétiques partagées. Ainsi, si l’un de ces gènes qui constituent la base d’un mammifère est altéré ou supprimé, cela pourrait avoir des effets négatifs sur l’organisme.

Une nouvelle façon de voir la santé mentale et physique humaine

Si un patient souffre d’un trouble cérébral neurologique ou de certains troubles psychiatriques, les chercheurs sont en mesure de le retracer et de voir que cette personne a reçu un « gros coup » à l’un des gènes hautement contraints qui sont essentiels au système nerveux, à la structure du cerveau, ou des synapses.

De nombreux chercheurs se sont appuyés sur l’étude d’association à l’échelle du génome (GWAS) pour trouver où se situe le risque génétique d’une maladie dans le génome. À l’aide de techniques génomiques et d’échantillons de grande taille, les chercheurs peuvent analyser le génome entier de nombreuses populations pour trouver des variations génétiques, telles que des polymorphismes nucléotidiques simples (SNP), associés à une maladie ou à un trait.

Même s’il est important de savoir où se situent ces variations dans le génome, il est également utile de savoir comment ou pourquoi ces variations génétiques se sont produites en premier lieu. Sullivan espère que d’autres chercheurs utiliseront le nouveau document complet pour tirer leurs propres conclusions concernant la génétique sous-jacente à une Crumpa de maladies humaines.

« Il s’avère que de nombreux traits cérébraux sont en fait hautement conservés », a déclaré Sullivan, qui est directeur de l’Institut de prévention du suicide de l’UNC au Département de psychiatrie. « Ce projet de recherche m’a vraiment donné une compréhension beaucoup plus profonde du génome et de la façon dont le génome est configuré. Je l’utilise maintenant tout le temps pour essayer de comprendre la schizophrénie, le suicide, la dépression et les troubles de l’alimentation. »

Ce que cela signifie pour la recherche future

Comme on peut l’imaginer, le développement réussi d’un être humain nécessite de lourdes charges de protéines et de séquences d’ADN. Il existe deux courtes régions dans notre ADN, appelées activateurs de régulation et promoteurs de régulation, qui jouent un rôle particulièrement important dans la régulation de notre ADN.

La création d’un gène humain est similaire à une usine qui produit des beignets. Les améliorateurs réglementaires sont chargés de contrôler la quantité de pâte pressée hors de la machine et sur la plaque de cuisson. Les promoteurs, d’autre part, contrôlent le moment où la pâte est projetée sur le plateau. À la fin de la journée, vous avez un gène entièrement formé.

Des chercheurs comme Sullivan pourraient être en mesure d’explorer les séquences d’ADN et d’augmenter ou de diminuer ces activateurs et promoteurs régulateurs pour affecter la quantité de protéines produites par les gènes, dans le but d’atténuer les effets d’une maladie d’origine génétique.

« Il pourrait être possible de frapper la partie en amont qui la contrôle, d’une manière très douce, pour voir si cela aide réellement », déclare Sullivan.

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