Hervé Henry L’Afrique, où les humains ont d’abord évolué, reste aujourd’hui un lieu d’une diversité remarquable. En plongeant dans cette variation, une nouvelle analyse de 180 Africains indigènes d’une douzaine de populations ethniquement, culturellement.
Le travail clarifie les histoires de migration humaine, à la fois historiques et as well as récentes. manifestée par des features tels que la couleur de la peau, le développement du cœur et des reins, l’immunité et la croissance osseuse.
Les résultats, publiés dans la revue Mobile et dirigés par des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie, ont également des implications pour la compréhension des problems de santé courantes chez les personnes d’ascendance africaine. Et, parce que les populations africaines ont été sous-représentées dans les études génomiques, l’enquête élargit considérablement ce que l’on sait sur la diversité génétique humaine. L’enquête révèle des millions de nouvelles variantes génomiques connues sous le nom de polymorphismes nucléotidiques simples (SNP) – des différences dans une “lettre” de la séquence d’ADN – dont beaucoup semblent jouer un rôle dans la santé, jetant les bases d’un plus huge éventail de personnes bénéficier d’une médecine de précision basée sur les différences individuelles.
“Il y a un manque de connaissances sur la variation génomique dans les populations africaines, en particulier dans les populations ethniquement diverses”, déclare Sarah Tishkoff, professeure à la Penn Integrates Know-how University à Penn et auteure principale des travaux. “Nous nous concentrons sur les populations qui pratiquent des modes de vie in addition traditionnels, vivent dans des zones reculées qui peuvent être difficiles d’accès, et dont certaines n’ont jamais été étudiées dans cette perspective auparavant.”
Origines et migrations
Les chercheurs ont obtenu des séquences complètes du génome de 180 individus – 15 de chacune des 12 populations indigènes. L’étude est la première à effectuer un séquençage rigoureux du génome entier d’un tel mélange génétiquement diversifié de groupes africains.
« Du position de vue d’un médecin-chercheur africain, notre travail démontre l’importance des collaborations scientifiques à long terme et souligne le besoin urgent d’inclure davantage de populations africaines dans les études génétiques », déclare Alfred Njamnshi, professeur à l’Université de Yaoundé I au Cameroun et un co-auteur de l’étude. “Si tous les humains venaient d’Afrique, comme le suggèrent de moreover en plus de preuves, on s’attendrait simplement à ce que davantage d’efforts et de ressources soient consacrés à l’étude de la génétique humaine chez les Africains, afin de mieux comprendre non seulement la génétique humaine, mais aussi la physiologie humaine et la pathologie en général. la base d’une médecine humaine as well as précise.”
Les 12 populations pratiquent, ou pratiquaient jusqu’à récemment, des moyens de subsistance traditionnels : agriculture, élevage, ou chasse et cueillette. Ensemble, ils comprennent des représentants de chacune des quatre familles linguistiques différentes présentes en Afrique : afroasiatique, nilo-saharienne, nigéro-congolaise et khoesan.
En plaçant les nouvelles séquences génomiques de ces populations africaines dans le contexte d’autres génomes précédemment séquencés provenant de populations du monde entier, l’équipe de recherche a créé un arbre généalogique mondial.
dit Tishkoff. “Mais, avec nos modèles, basés sur des modèles partagés de variation génomique, vous pouvez déduire quand les populations ont partagé un ancêtre commun, même en tenant compte du flux de gènes – des populations migrant et se reproduisant.”
Lorsque l’équipe a autorisé le flux de gènes dans ses modèles, elle a découvert que le groupe de langue khoesan d’Afrique australe, les San, ainsi que les chasseurs-cueilleurs de la forêt tropicale d’Afrique centrale. “C’est un résultat très nouveau”, dit Tishkoff. Des analyses antérieures avaient indiqué que seuls les San descendaient des populations les plus anciennes.
Ils ont également découvert que les groupes de chasseurs-cueilleurs San et d’Afrique centrale se sont séparés les uns des autres et des autres populations connues il y a furthermore de 200 000 ans.
Les modèles d’ascendance de la inhabitants ont mis en évidence une population “fantôme” maintenant éteinte qui aurait pu se mêler à d’autres groupes à l’époque. “Nous n’avons pas d’ADN ancien provenant de fossiles motor vehicle ils ne se conservent pas bien dans un environnement africain, mais une explication est qu’il pourrait y avoir eu un mélange avec une inhabitants archaïque”, explique Tishkoff.
Les linguistes se sont demandé si les groupes de langue khoesan – dont les langues partagent des consonnes de clic mais sont très distincts dans leurs autres caractéristiques – étaient vraiment étroitement liés. Selon les résultats génomiques, bien que ces groupes aient divergé il y a des dizaines de milliers d’années, il est prouvé qu’ils ont tous partagé une origine commune en Afrique de l’Est et partagé un flux génétique plus récent, au cours des 10 000 dernières années.
“Ce que nous proposons, c’est qu’il y a peut-être eu une origine est-africaine pour ces groupes parlant le clic, et peut-être même pour les chasseurs-cueilleurs de la forêt tropicale, bien qu’ils aient depuis perdu leur langue d’origine et adopté la langue des voisins bantou- populations parlantes », dit Tishkoff. “Les groupes se sont peut-être divisés dans des instructions différentes, les Hadza et les Sandawe (locuteurs khoesan de Tanzanie) restant locaux et les San (locuteurs khoesan du Botswana) se déplaçant vers le sud.” Cependant, l’analyse de l’ADN moderne et ancien indique qu’il y a eu un flux génétique entre les ancêtres des Hadza et Sandawe et les ancêtres des San, ce qui pourrait potentiellement expliquer certaines similitudes dans leur langue.
Diversité génétique humaine nouvellement comprise
Les génomes nouvellement séquencés ont identifié 32 hundreds of thousands de SNP, dont furthermore de 5 thousands and thousands qui n’avaient jamais été catalogués auparavant.
“Les 32 hundreds of thousands de SNP qui ont été analysés viennent de jeter un nouvel éclairage sur l’importance d’étendre les études génétiques dans des régions qui étaient auparavant marginalisées dans le monde”, déclare le co-auteur de l’étude Thomas B. Nyambo de l’Université internationale de Kampala en Tanzanie.”
Lorsque l’équipe de recherche a croisé les SNP précédemment identifiés avec ceux d’une base de données largement utilisée pour les études cliniques, ils ont découvert que de nombreuses variantes trouvées chez les individus africains de l’étude avaient été classées comme pathogènes.
“Cela ne signifie pas que les populations africaines ont furthermore de variantes” pathogènes “”, explique Shaohua Admirer, auteur principal de l’étude qui a terminé un write-up-doctorat à Penn et qui est maintenant à l’Université Fudan en Chine. “Au contraire, cela souligne un fort besoin d’inclure des populations ethniquement diverses dans les études génétiques humaines, en particulier parce que la rareté est l’un des critères pour déterminer la pathogénicité d’une variante dans les études cliniques.”
En d’autres termes, certaines de ces variantes peuvent avoir été classées à tort comme associées à la maladie uniquement parce qu’elles étaient si rares dans d’autres populations, telles que les Européens, qui dominent ces bases de données cliniques.
“L’évaluation complète des variantes génétiques a été utilisée comme stratégie pour étudier la maladie humaine et fournit un pouvoir énorme pour identifier de nouveaux locus associés à la sensibilité et à la progression de la maladie”, déclare Sununguko Wata Mpoloka de l’Université du Botswana. “L’inclusion de populations autochtones sous-étudiées comme celles du Botswana dans de telles études contribuera énormément à la compréhension de la médecine de précision et pourrait conduire à des médicaments sur mesure spécifiques à ces populations.”
Certaines de ces variantes peuvent en effet jouer un rôle significatif dans la santé et la maladie. Pour accéder à ces associations, les chercheurs ont non seulement comparé les mutations aux bases de données existantes et aux études publiées, mais ont également cherché à voir si les variants se produisaient dans les régions codantes des protéines ou dans les régions qui pourraient réguler l’expression des gènes pour les voies et processus biologiquement pertinents. Ils ont également recherché des versions d’une mutation. qui se produisent à des fréquences significativement différentes dans différentes populations. probablement parce qu’ils confèrent un certain avantage aux personnes qui les portent.
Plusieurs variantes notables ont émergé de ces analyses. Dans la populace San d’Afrique australe, par exemple, l’équipe a trouvé un nombre élevé de SNP à proximité du gène PDPK1, dont d’autres scientifiques avaient démontré qu’ils jouaient un rôle dans la pigmentation chez la souris. “Sur la base d’études antérieures dans notre laboratoire. explique Yuanqing Feng, chercheur postdoctoral au laboratoire de Tishkoff et co-auteur de l’étude. “Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que les SNP proches de PDPK1 pourraient affecter la pigmentation chez l’homme.”
Pour générer des preuves mécanistes de cette hypothèse, les chercheurs ont testé l’effet de l’un de ces SNP – qui s’est avéré commun chez les San – sur des cellules cutanées cultivées dans une boîte de Pétri. Ils ont découvert que l’inhibition de la région contenant la variante modifiait les niveaux d’expression de PDPK1 et réduisait les niveaux de mélanine, un pigment cutané, dans les cellules cutanées cultivées en laboratoire.
D’autres liens avec la santé et la fonction ont émergé de l’étude. L’analyse de l’équipe a trouvé un grand nombre de variantes proches des gènes associés à la croissance osseuse chez les chasseurs-cueilleurs centrafricains. Ces groupes sont connus pour leur petite taille, ce qui est considéré comme avantageux pour l’épaisse forêt tropicale où ils vivent. Dans les populations pastorales d’Afrique de l’Est, l’équipe a découvert un enrichissement pour les variantes proches des gènes qui jouent un rôle dans le développement et la fonction des reins. Et chez les chasseurs-cueilleurs Hadza en Afrique de l’Est, ils ont trouvé un enrichissement distinctive de variantes proches des gènes qui jouent un rôle dans le développement du cœur.
explique Tishkoff. “Si nous comprenons remark ces gènes sont régulés, cela pourrait nous donner un indice sur la raison pour laquelle certaines personnes ont tendance aux maladies cardiovasculaires. Pour comprendre le fonctionnement anormal, vous devez d’abord comprendre le fonctionnement standard, et nous supposons qu’il y a quelque chose chez ces individus. ‘ des modes de vie – devoir parcourir des distances incroyablement longues, par exemple – qui pourraient rendre avantageux certains changements dans la façon dont le cœur se développe et fonctionne.”
De plus, les chercheurs ont trouvé des variantes génétiques liées au contrôle de la pression artérielle chez les personnes d’ascendance Nilo-Congo, des groupes d’Afrique de l’Ouest qui partagent l’ascendance avec des personnes dont la plupart des Afro-Américains sont issus. “Il y a une forte incidence d’hypertension et de diabète chez les personnes d’ascendance africaine aux États-Unis, et cela est largement dû à des facteurs socio-économiques”, explique Tishkoff. “Mais il pourrait y avoir des facteurs de risque génétiques qui, avec l’environnement dans lequel ils vivent, influencent leur risque de maladie.”
la réponse aux médicaments, and many others.
“Il existe une énorme quantité de variation génomique en Afrique qui n’a pas encore été bien caractérisée”, ajoute Tishkoff. “Nous voulons nous assurer que toutes les populations bénéficient de la révolution génomique, et nous voulons promouvoir l’équité en santé, et nous devons donc inclure des populations furthermore diversifiées dans ces études.”
Xavier Boyer 
