Les recherches sur la variante du gène FTO rs1421085 T>C suggèrent qu'elle a évolué pour favoriser la survie humaine dans les climats froids en stimulant la thermogenèse des graisses, ce qui pourrait expliquer sa forte prévalence dans les populations qui ont migré d'Afrique vers des régions plus froides. Cette découverte relie les traits génétiques associés à l'obésité moderne aux adaptations historiques, soulignant l'interaction complexe entre génétique et évolution.
Des recherches récentes soutiennent la théorie « Out-of-Africa », montrant comment la variante du gène FTO rs1421085 T>C a aidé les humains à s'adapter aux climats plus froids en améliorant la thermogenèse dans le tissu adipeux brun (TAB), offrant ainsi un avantage de survie. La prévalence de cette variante dans les régions plus froides indique une sélection positive, bien que des anomalies dans le sous-continent indien suggèrent que les migrations historiques ont également eu un impact sur les fréquences des gènes. Cette étude souligne l'interaction complexe entre l'évolution, l'histoire et la génétique, ce qui nécessite une exploration plus approfondie de l'adaptation humaine.
« Qui sommes-nous et d’où venons-nous ? » Cette question fondamentale fascine l’humanité depuis des millénaires. La théorie « Out-of-Africa » (OOA) largement acceptée postule que les humains modernes, Homo sapiens, sont originaires d’Afrique. Des preuves suggèrent qu’un petit groupe d’humains modernes a migré hors d’Afrique il y a environ 70 000 ans, et presque tous les humains vivant aujourd’hui hors d’Afrique seraient les descendants de ces premiers pionniers.
En servant d’abri, l’Afrique a protégé les humains modernes des conditions de froid extrême au cours des périodes glaciaires répétées. Les premiers humains se sont adaptés aux exigences de dissipation de chaleur de la course dans les prairies d’Afrique de l’Est en perdant leur épais poil corporel. Cependant, lorsque les ancêtres des humains modernes ont quitté l’Afrique, ils ont été confrontés aux mêmes défis de survie que les pionniers précédents : comment garder leur corps au chaud dans des climats extrêmement froids. Existe-t-il des vestiges dans le génome humain qui reflètent les adaptations évolutives de nos ancêtres qui ont enduré des environnements extrêmes ?
Le rôle des études d’association pangénomique
Les études d'association pangénomique (GWAS) ont considérablement fait progresser la génétique des maladies et ont fourni des outils précieux pour explorer les événements évolutifs humains. En 2007, un groupe de polymorphismes d'un seul nucléotide (SNP) dans l'intron 1 du FTO (fat mass and obesity-associated) a été identifié comme étant le plus fortement associé au risque d'obésité. Cependant, on ne sait toujours pas si ces SNP contribuent directement au développement de l'obésité. Le tournant a eu lieu en 2015 lorsque Claussnitzer et al. a publié un article marquant dans le Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre.
L'étude a identifié la variante rs1421085 T>C dans le FTO regroupement de SNP pour la première fois, montrant que cette variante inhibait l'expression de UCP1 (protéine de découplage 1), un gène central de la thermogenèse, et une capacité thermogénique réduite des cellules adipeuses beiges humaines différenciées. Bien que cette étude semble élucider le mécanisme moléculaire de FTO variantes de l'obésité, il est à noter qu'il y a un manque de in vivo preuves à l’appui de ces conclusions.
Nouvelles découvertes dans la recherche sur la thermogenèse
En 2023, un groupe de recherche a publié un article dans Métabolisme de la nature Cela remet en cause les conclusions ci-dessus. Les résultats ont révélé que les souris porteuses des allèles homozygotes CC présentent une thermogenèse du tissu adipeux brun (TAB) améliorée et une résistance à l'obésité induite par un régime riche en graisses. Notamment, les souris porteuses des allèles CC ont montré une température d'environ 6 °C supérieure à celles porteuses des allèles TT lorsqu'elles ont été exposées à une pièce froide (4 °C). Ces résultats nous ont amenés à spéculer que la variante T>C de rs1421085 pourrait être liée à l'adaptation des mammifères aux environnements froids.
Pour étudier plus en détail si la variante T>C de rs1421085 affecte la thermogenèse chez l'homme, nous avons récemment mené une étude utilisant des BAT fœtaux humains obtenus à partir d'échantillons avortés en raison de défauts de développement. Les résultats ont démontré que les porteurs de l'allèle TC présentaient une expression plus élevée de UCP1 chez les porteurs de l'allèle BAT que chez les porteurs de l'allèle TT, ce qui concorde avec les observations précédentes de l'équipe chez la souris. Cette découverte nous a incités à réévaluer le lien entre la variante T>C du rs1421085, l'obésité et les processus évolutifs humains. L'expansion de cette variante pourrait-elle être attribuée à une sélection positive pour l'adaptation humaine aux environnements froids ?
Au cours des 100 000 dernières années, les humains modernes ont migré des basses latitudes vers les hautes latitudes, passant des zones tropicales et tempérées aux régions plus froides, et passant de sociétés de chasseurs-cueilleurs à des modes de vie agricoles et pastoraux. Ces changements environnementaux ont imposé des pressions évolutives qui ont joué un rôle central dans la formation de la diversité phénotypique au sein de diverses populations. Par exemple, la population inuite résidant dans la région glaciale de l'Arctique dépend fortement des poissons marins riches en acides gras polyinsaturés oméga-3 (AGPI) pour son alimentation. Le signal le plus marquant de sélection positive est observé dans le groupe des acides gras polyinsaturés oméga-3. acide désaturase (MODES) gène. Notamment, ces variantes génétiques étaient initialement associées à des traits de taille dans les populations générales. Un mécanisme comparable de sélection positive pourrait-il élucider le récit derrière la variante T>C rs1421085 ?
Ainsi, en utilisant une analyse systématique de la fréquence de l'allèle C rs1421085 parmi divers groupes ancestraux, nous avons observé une corrélation inverse remarquable entre la fréquence de l'allèle C et les températures moyennes de la peau sur Terre en janvier. Ce schéma observé indique que « plus l'endroit est froid, plus la fréquence de cette variante est élevée ». En revanche, aucune corrélation n'a été trouvée entre la fréquence et les longitudes ou les altitudes parmi les populations. Il est intéressant de noter que le changement progressif de la fréquence de l'allèle C a suivi la « carte des routes de migration humaine moderne » documentée précédemment. En s'appuyant sur ces résultats humains et murins, englobant à la fois in vitro et in vivo À partir d'expériences et en considérant les modèles de distribution génétique des populations eurasiennes et africaines, nous avons proposé une hypothèse selon laquelle la variance substantielle de la fréquence de l'allèle C entre les populations d'Afrique et d'Eurasie pourrait être due à des mécanismes de sélection positive liés à différents niveaux de stress dû au froid.
Corrélations génétiques et événements historiques
Au cours du processus d’évaluation par les pairs, les évaluateurs ont noté quelques écarts dans l’analyse de corrélation, notamment en ce qui concerne la fréquence élevée de l’allèle C dans les populations du sous-continent indien, qui ne correspondait pas aux températures ambiantes locales. Revenons aux études génétiques humaines, une gamme d’ascendance liée à l’Eurasie varie de 20 % à 80 % dans diverses populations ethniques indiennes. L’afflux potentiel de populations ou de migrations en provenance du nord et de l’ouest, connu sous le nom de « théorie de l’invasion aryenne », peut avoir contribué au déclin des civilisations indiennes anciennes. Nous avons émis l’hypothèse que les invasions ou les migrations historiques pourraient avoir modifié les fréquences génétiques originales des populations indiennes anciennes en introduisant des allèles C à haute fréquence provenant de régions froides de haute altitude. Par conséquent, des événements historiques majeurs peuvent être à l’origine de ces découvertes génétiques apparemment contradictoires.
Malgré l’absence de preuves directes provenant de fossiles humains anciens, l’importance de cette étude réside dans la mise en évidence du fonctionnement FTO L'équipe a identifié une variante du gène rs1421085 T>C comme étant potentiellement le locus inaugural établi pour améliorer l'expression des gènes thermogéniques humains et être sélectionné positivement en réponse aux températures froides. Les spéculations de l'équipe suggèrent que cette variante pourrait conférer aux nouveau-nés porteurs d'un avantage de survie substantiel dans les climats froids, en particulier à court terme après la naissance, en améliorant la thermogenèse BAT. Cette adaptation génétique pourrait ne représenter qu'une des nombreuses variantes que les premiers humains ont utilisées pour s'acclimater aux environnements froids et rigoureux. Nous prévoyons que d'autres variantes génétiques pertinentes pour cette trajectoire évolutive complexe seront découvertes à l'avenir.
L'équipe a consacré des efforts considérables pendant plus d'une décennie pour approfondir la génétique de l'obésité, en se concentrant particulièrement sur la FTO SNP par des études fonctionnelles. Au départ, nous cherchions à déchiffrer le rôle de cette variante essentielle dans l’obésité. Au fil des recherches de l’équipe, nous avons réalisé que « les signaux génétiques affectant le développement de l’obésité chez les humains modernes étaient peut-être destinés à exister depuis le moment où les pionniers humains ont migré hors d’Afrique ». Se plonger dans les études génétiques sur les maladies complexes modernes implique souvent un voyage long et ardu pour dévoiler l’origine du récit, étant donné la myriade de facteurs accidentels ou inévitables, aléatoires ou intentionnels en jeu. Ce processus reflète l’histoire des « aveugles et de l’éléphant », marquée par des débats, des contradictions et, surtout, un soutien collaboratif. Alors que la question de « d’où venons-nous ? » reste énigmatique, cette recherche donne un aperçu de pionniers intrépides naviguant dans les vents et les neiges d’époques et de royaumes lointains.
Les subtilités de la génétique humaine recèlent probablement de nombreux secrets non divulgués concernant la résistance au froid, ainsi que d'innombrables récits anciens tournant autour de la survie et de la mort. Tout comme les peintures rupestres ornant les murs de la grotte de Blombos, notre ADN Le Musée est un fidèle témoin de chaque événement marquant de l'évolution humaine. Ce dépôt permanent de notre histoire exige une exploration et une enquête incessantes, offrant un aperçu de notre voyage complexe à travers le temps et l'adaptation.
