Une expérience de course à distance peut révéler les origines génétiques de l'humanité

Depuis des mois, une équipe de chercheurs de San Diego surveille le développement de souris génétiquement modifiées.

Les scientifiques tentent de découvrir les effets d’un petit gène qui n’a pas fonctionné correctement chez l’homme depuis des millions d’années. Les souris ont récemment terminé leur entraînement et les résultats, publiés dans Actes de la Royal Society B, suggèrent que ces détails génétiques font non seulement de l'homme un grand coureur, mais pourraient également jouer un rôle important dans notre propre évolution.

Il y a beaucoup de théories sur ce qui caractérise les ancêtres humains de la meute. On dit même qu'ils utilisaient des champignons magiques et déterminaient quels outils utiliser. Ajit Varki, Ph.D., auteur principal de l'étude, explique une autre théorie: la distance parcourue à un rythme modéré (également appelée «hypothèse de course d'endurance») est une autre théorie, car c'est l'une des rares choses physiques où les humains semblent excellents. et professeur de médecine cellulaire et moléculaire à l'Université de Californie à San Diego.

Le document de Varki présente une théorie centrée sur un changement génétique crucial qui, selon lui, donnait à nos muscles le pouvoir de parcourir ces distances et de coloniser une grande partie du monde. Ce n’est pas un gène, mais plutôt une délétion d’un ADN crucial qui le rend inutilisable. Cet article suggère que ce gène estropié, appelé CMAH, est apparu il y a environ deux millions d'années, à peu près au même moment, lorsque des poignées d'anciens ancêtres humains ont commencé à quitter l'Afrique.

«Il y a deux millions d'années, cette lignée appelée Homo cela nous a finalement donné naissance. Ils avaient probablement de gros muscles comme les premiers humains modernes, et ils ont probablement commencé à courir, à chasser et à faire toutes sortes de choses », raconte Varki. Inverse. "Nous avons donc remarqué la coïncidence: notre mutation s'est probablement produite à peu près au même moment."

L'origine génétique de Homo ?

Aujourd’hui, les humains modernes n’ont toujours pas de gène CMAH en état de fonctionnement, mais de nombreuses autres créatures, des vaches aux chimpanzés, en ont. Lorsque Varki a éliminé le CMAH de ce gène chez des souris atteintes de dystrophie musculaire, il a remarqué qu'elles présentaient des symptômes inhabituellement humains de la maladie. Mais ils étaient également bons à un autre trait distinctement humain: la course à pied.

«Un étudiant a donc saisi un tapis roulant et nous avons essayé», dit-il. «Basse et voilà, les souris sont sorties tout droit de la boîte. Même sans entraînement, ils couraient déjà mieux que les souris d'origine. »

Les souris sans CMAH avaient une endurance de fonctionnement supérieure de 30% à celle de la population témoin. En moyenne, ils ont fonctionné 20% de plus et 12% plus vite.

Il a également remarqué un autre aspect important qui, à son avis, conforte son argument selon lequel la perte de CMAH a contribué à cimenter l’importance de la course à pied dans l’évolution humaine. Des souris avec CMAH assommé ont vu leur fertilité diminue avec des souris qui avaient encore le gène. En bref, ils ont eu beaucoup plus de succès avec d’autres souris sans CMAH. Si cet effet s'était produit chez l'homme il y a des millions d'années, il aurait peut-être contribué à remédier à la suppression dans la population, créant ainsi un changement génétique durable existant jusqu'à ce jour.

"Si nous mettons ces deux choses ensemble, mais que nous cherchons toujours des preuves exactes de cela, cela suggère que c'est l'origine du genre homo", ajoute-t-il. “

Mais aujourd'hui, Vary ajoute que cette suppression est une épée à double tranchant. Bien que les souris avec des délétions CMAH soient de superbes athlètes, elles étaient également sujettes au diabète à une maladie commune qui affecte les humains aujourd'hui. Même au départ, ces souris avaient maintenu une glycémie élevée, l’un des principaux facteurs de risque de la maladie.

«Il s'avère que ces souris sont plus sujettes au diabète de type II, dit-il. Tout le monde pense que le diabète est une très mauvaise chose. Mais si vous vivez une période de famine, ce n’est pas une mauvaise idée de garder votre glycémie élevée."

De nos jours, ce n’est plus le cas mais la suppression reste, peut-être un ancien avantage évolutif devenu une malédiction moderne.

Un indice dans la chaîne de sucre cellulaire

La perte fonctionnelle de CMAH chez ces souris et chez l'homme crée un changement dans la façon dont les muscles traitent l'oxygène, les rendant plus résistants à la fatigue. L’expérience de Varki a montré ce qui suit: les souris atteintes de CMAH ont atteint la fatigue musculaire au bout de trois minutes d’essai, tandis que celles sans gène ont duré sept minutes en moyenne.

Mais il note également que le CMAH a des effets sur chaque cellule du corps pas seulement les cellules musculaires. En particulier, cela affecte une «forêt dense» de chaînes de sucre qui se trouvent sur chaque cellule. Le dernier maillon de ces chaînes est constitué d’acides siasaliques. De nombreuses créatures dans le monde produisent deux types d’acides siasaliques parce qu’ils peuvent convertir un type en un autre grâce à une enzyme (un agent moléculaire qui fait bouger les choses dans le corps) produite par le gène CMAH. Mais les humains ne peux pas rend cette conversion possible.

"Chez les humains, nous avons perdu la capacité de convertir le premier type au second type", explique-t-il. «Nous sommes donc en quelque sorte en dépassement d'un type et en manque de l'autre. Et cela a l'air d'une chose subtile, mais ces acides sialiques, j'en suis certain, ont tellement de fonctions."

Cette toute petite différence biochimique n’affecte pas directement la façon dont nos muscles traitent l’oxygène, mais c’est la façon dont l’équipe de Varki cherchera des preuves pour étayer son hypothèse selon laquelle ce gène est à la base du genre. Homo dans les archives fossiles. Cet acide siasalique que les humains ont en abondance laisse derrière lui une trace moléculaire: un métabolite qui peut survivre dans les fossiles. La prochaine étape consiste à voir quand dans les archives fossiles, nous commençons à voir des niveaux plus élevés de ce hareng rouge moléculaire.

C’est un simple jeu de détective, s’il parvient à mettre la main sur les quelques spécimens précieux dont nous disposons et à effectuer cette recherche de manière non destructive. Il a ajouté que cette expérience devra également être répliquée - la version souris du CMAH pourrait différer de la version humaine, après tout.

«C’est juste un de ces intuitions où tout va bien», ajoute-t-il. "Mais la preuve doit venir de la recherche de fossiles."

Même s’il ne peut pas confirmer son hypothèse d’évolution, ses résultats expérimentaux ont révélé un fait important: même si vous détestez courir, vos gènes indiquent probablement mieux le résultat que vous ne le pensez.