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Jusqu’à il y a 40 000 ans, nous n’étions pas les seuls humains à exister. Les Néandertaliens parcouraient les steppes d’Europe. Les Denisoviens occupaient l’Asie. Il y avait des « hobbits » en Indonésie et au moins trois autres formes d’hominines en Afrique. Ces premiers humains étaient comme les gens d’aujourd’hui à bien des égards – ils avaient un cerveau relativement grand, vivaient dans des sociétés de chasseurs-cueilleurs et pouvaient contrôler le feu. Puis, presque simultanément et alignées avec le moment où les humains modernes se sont répandus à travers le monde, ces autres formes ont disparu. Les 30 à 40 000 dernières années de notre histoire ont été uniques en ce sens que nous sommes seuls. Nous sommes le seul type d’humain autour.

Eh bien, pas complètement. Comme l’a déjà découvert un chercheur qui a récemment rejoint l’Université d’études supérieures de l’Institut des sciences et technologies d’Okinawa (OIST), la plupart des humains vivants ont un tout petit peu d’ADN de Néandertal ou d’ADN de Denisovan (ou les deux) dans leurs génomes. Et il combine la génomique, la neurobiologie et la paléontologie pour examiner à quoi ressemblaient ces formes anciennes d’humains et comment elles continuent de nous influencer aujourd’hui.

« En 2010, nous avons eu la première version approximative du génome entier du Néandertalien et avons vu ce modèle qui a montré que le Néandertalien s’était mélangé avec les ancêtres des peuples actuels. Donc, dans un certain sens, ces formes d’humains ne sont pas totalement éteintes, elles vivent un peu ”, a expliqué le professeur Svante Pääbo, qui a rejoint l’OIST en mai pour diriger l’Unité de génomique évolutive humaine. « Nous nous intéressons à la façon dont nous sommes liés à ces formes éteintes d’humains. Comment nous avons interagi avec eux lorsque nous les avons rencontrés. Et ce qui définit les humains modernes. »

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Le professeur Svante Pääbo a rejoint l’OIST en mai en tant que professeur auxiliaire.

Crédit:
Frank Vinken

Depuis de nombreuses années, le professeur Pääbo et son groupe de l’Institut Max Planck de biologie évolutive développent des méthodes pour extraire des génomes de restes anciens et d’animaux éteints. Le groupe a apporté des contributions significatives à notre compréhension de l’évolution humaine – étant le premier à séquencer le génome des Néandertaliens ainsi que le premier à découvrir les Dénisoviens.

« Il y a une grotte dans les montagnes du sud de la Sibérie, qui est le seul site connu où les Dénisoviens, les Néandertaliens et les humains modernes ont tous vécu”, a déclaré le professeur Pääbo. « En 2016, nous avons séquencé l’ADN d’un petit fragment d’os à partir de là. Il n’y avait aucun moyen de dire qu’il s’agissait d’un os humain simplement en le regardant et qu’il se trouvait parmi des milliers de fragments d’os d’animaux. Cependant, nous l’avons identifié comme étant humain en analysant ses protéines par spectrométrie de masse. Lorsque nous avons examiné le génome, nous avons constaté qu’il appartenait à une femme, dont la mère était néandertalienne et dont le père, un Dénisovien. Cela montre clairement pourquoi cette recherche est si utile. Nous pouvons tirer des enseignements de choses qui ont peu ou pas de valeur morphologique. »

Les différences fonctionnelles entre les humains modernes et anciens

Le professeur Pääbo prévoit de passer environ trois mois par an à l’OIST et, pendant son séjour ici, il se concentrera sur les différences génétiques entre les humains modernes et les Néandertaliens et les Dénisoviens.

« Dans un certain sens, je pense que la suite logique du séquençage des génomes des Néandertaliens et des Dénisoviens est d’essayer maintenant de comprendre les conséquences fonctionnelles de ces différents génomes”, a expliqué le professeur Pääbo. « Essentiellement, nous nous intéressons aux changements génétiques qui sont à la fois uniques aux humains d’aujourd’hui et portés par tout le monde. »

Le groupe développera des méthodes pour améliorer l’édition du génome dans les cellules souches humaines et chez la souris. Ils prévoient d’insérer des variantes génétiques ancestrales dans les cellules souches humaines, et certaines de ces variantes dans les souris. Cela aura pour conséquence que ces gènes dans leurs génomes ressembleront à ceux des Néandertaliens ou des Dénisoviens et permettra au groupe de recherche de comprendre quelles sont les conséquences des changements génétiques uniques aux humains modernes.

« Chez les souris, nous pouvons étudier, par exemple, les effets de ces gènes sur le métabolisme, le développement du cerveau et la fonction des neurones”, a déclaré le professeur Pääbo.

Explorer nos connexions néandertaliennes

Un autre projet auquel le professeur Pääbo participera à l’OIST étudie des variantes rares parmi les humains actuels provenant des Néandertaliens et des Dénisoviens. Pour ce faire, le groupe de recherche travaille avec de grandes biobanques qui disposent des dossiers médicaux, des informations génomiques et d’un questionnaire rempli par les participants.

« Jusqu’à présent, nous avons travaillé avec UK biobank, qui compte environ un demi-million de personnes”, a déclaré le professeur Pääbo. « Nous pouvons trouver des gènes qui ne se produisent que chez une personne sur mille et qui proviennent de Néandertaliens. Et nous pouvons regarder quelles conséquences ils ont aujourd’hui. Nous voulons élargir ce travail et nous sommes enthousiasmés par la possibilité de travailler au Japon car les Japonais ont de l’ADN provenant à la fois des Néandertaliens et des Dénisoviens. »

Le professeur Pääbo a poursuivi en expliquant qu’il existe des contributions très intéressantes de ces formes d’humains qui sont particulièrement pertinentes en Asie. Un exemple est celui des Tibétains qui vivent à haute altitude. Beaucoup d’entre eux ont une mutation génétique qui permet à ses porteurs d’absorber plus d’oxygène dans leur sang sans produire plus de globules rouges. Pour les non-Tibétains, le sang devient simplement plus épais lorsqu’ils se déplacent à des altitudes plus élevées, ce qui provoque des problèmes de caillots sanguins. Des recherches antérieures ont révélé que cette adaptation est très probablement venue des Dénisoviens dans les ancêtres des Tibétains.

« Donc, il est fort probable qu’il n’y aurait pas eu d’aussi grandes populations à environ 3000m d’altitude au Tibet sans cette contribution de Denisovan”, a déclaré le professeur Pääbo. « Il y a d’autres exemples comme celui-ci, et je pense que nous en trouverons d’autres au cours des prochaines années. »

Comme les deux projets de recherche se situent à l’interface de la génomique et de la neurobiologie, le professeur Pääbo est particulièrement heureux de collaborer avec des collègues de l’OIST qui travaillent dans ces domaines. « Il y a de grandes communautés de personnes qui s’intéressent aux deux domaines, ce sera donc un endroit merveilleux.”

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En 2014, le professeur Pääbo a publié un livre intitulé « L’homme de Néandertal: À la recherche des Génomes perdus « .

En 2014, le professeur Pääbo a publié un livre, L’Homme de Neandertal: À la recherche de génomes perdus qui combine des découvertes scientifiques avec des anecdotes personnelles pour décrire ses recherches sur l’ADN des Néandertaliens. Une grande partie du livre est consacrée aux efforts de son groupe pour cartographier le génome de Néandertal.

Interrogé sur un moment fort de sa carrière, il a immédiatement déclaré que c’était lorsque son groupe s’est rendu compte qu’il avait pour la première fois une séquence d’ADN d’une forme éteinte d’être humain en 1996. « À ce stade, nous connaissions très bien les variations qui se produisent chez les gens d’aujourd’hui dans ce morceau d’ADN. Donc, quand il est sorti des machines de séquençage, nous avons tout de suite compris qu’il ressemblait à un être humain, mais pas à n’importe quel être humain d’aujourd’hui. C’était un Néandertalien. C’était un moment incroyable.”

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