Un virus ancestral : clé des différences entre les cerveaux humains et chimpanzés
Des découvertes récentes mettent en lumière l’influence potentielle d’un ancien virus sur l’évolution des cerveaux humains et chimpanzés. Un article publié le 23 octobre dans la revue Science Advances attribue à des fragments d’ADN viral un rôle crucial dans la divergence des développements neuronaux entre ces deux espèces, révélant comment des infections passées peuvent avoir façonné la biologie moderne.
Les cerveaux humains sont trois fois plus volumineux et cognitivement plus puissants que ceux de leurs cousins chimpanzés. Pourtant, la majorité des gènes impliqués dans la synthèse des protéines sont remarquablement similaires entre les deux espèces. C’est ce constat qui a poussé Johan Jakobsson, neuroscientifique à l’Université de Lund en Suède, et son équipe à examiner les régions des génomes humains et chimpanzés, spécifiquement celles qui régulent l’expression des gènes.
Le rôle des rétrovirus endogènes
Les différences structurelles et fonctionnelles observées dans les cerveaux des humains et des chimpanzés pourraient être liées à des éléments génétiques datant d’une ancienne infection virale. Des rétrovirus, lors de leur infection, insèrent leur ADN dans le génome de leurs hôtes, créant des vestiges d’infections qui persistent au fil des générations. Ces séquences, appelées rétrovirus endogènes, constituent environ 8 % des génomes humains et chimpanzés.
Les chercheurs se sont concentrés sur un vestige viral spécifique présent dans le génome des chimpanzés, issu d’une infection ayant eu lieu il y a entre 5 et 7 millions d’années au sein d’un ancêtre des grands singes africains. Ce fragment virale s’est fixé à 158 emplacements dans le génome chimpanzé mais est totalement absent chez les humains, bien que les raisons de cette absence demeurent inconnues.
Des expériences révélatrices sur les cellules souches
Pour comprendre l’impact de cette insertion virale sur le développement neuronal, l’équipe dirigée par Jakobsson a utilisé la technologie CRISPR pour éliminer l’ADN viral des cellules souches de chimpanzés. Lorsque le fragment viral était enlevé, un gène voisin, LINC00662, normalement inactif chez les chimpanzés, s’est activé, produisant de l’ARN détectable. Cet événement correspond à la condition observée dans les cellules cérébrales humaines, où LINC00662 est généralement actif.
Inversement, en bloquant l’expression de LINC00662 dans les cellules humaines pour simuler l’état de silence observé chez les chimpanzés, les scientifiques ont pu établir un parallèle. Lorsque LINC00662 était actif, un accroissement de l’activité d’autres gènes essentiels au développement neuronal a été remarqué, suggérant que sa régulation joue un rôle clé dans la maturation des neurones et la formation de nouvelles connexions neuronales.
Implications de cette recherche
Ces résultats posent la question de l’impact durable des séquences virales sur la biologie des cerveaux des chimpanzés par rapport aux humains. Selon Jakobsson, cette étude souligne une voie potentielle par laquelle une insertion d’ADN viral ancien pourrait engendrer des différences notables dans la régulation des gènes entre les deux espèces. D’autres facteurs, génétiques comme environnementaux, pourraient également jouer un rôle dans cette divergence.
Alors que les chercheurs avaient précédemment exploré comment des variations minimes dans l’ADN expliquent l’évolution divergente des cerveaux humains et chimpanzés, cette étude met en évidence une autre manière dont des changements dans le génome peuvent se produire. Giorgia Modenini, biologiste évolutive à l’Université de Padoue, souligne l’importance de ce type de recherche pour mieux comprendre l’accumulation des mutations au fil du temps.
Ravinder Kanda, généticien évolutif à l’Université d’Oxford Brookes, a également salué la rigueur de l’étude, affirmant qu’elle démontre clairement l’influence de ces vestiges viraux sur les différences développementales entre les neurones humains et chimpanzés. Toutefois, il reste encore de nombreuses questions sans réponse sur d’autres potentielles influences que pourraient avoir d’autres rétrovirus non découverts.
En conclusion, cette recherche ouvre de nouvelles perspectives sur la compréhension de l’évolution des cerveaux des primates et met en lumière le rôle que peuvent jouer les infections virales anciennes dans la biologie moderne.
Source : Science News (www.sciencenews.org)
Article original : Consulter la source originale
