Découverte d'un gène-clé dans l'évolution du cerveau humain

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WASHINGTON (AP) - Des scientifiques américains croient avoir découvert un gène-clé qui pourrait, selon eux, expliquer l'évolution du cerveau humain. Leurs travaux sont publiés jeudi dans le journal Nature.

En quelques millions d'années seulement, une région du génome humain semble avoir évolué près de 70 fois plus vite que le reste de notre code génétique. La taille du cortex cérébral, la partie déterminante du cerveau, a ainsi été multipliée par trois.

Coauteur de l'étude, David Haussler, directeur du centre de science et du génie biomoléculaires de l'Université de Californie, à Santa-Cruz, a déclaré détenir des preuves solides, bien qu'indirectes du rôle joué par le gène HAR1F. D'après lui, l'existence de ce gène pourrait fournir une réponse importante à la question: "Qu'est-ce qui rend les humains plus intelligents que les autres primates?". Le cerveau humain est en effet trois fois plus grand que celui des chimpanzés.

Etudiant les 49 régions du génome ayant le plus changé entre le singe et l'homme, David Haussler a porté toute son attention sur une zone spécifique dont le changement a été très important dans un temps relativement court. Ce gène qui n'existait pas il y a 300 millions d'années, n'est présent que chez les mammifères et les oiseaux. Les poissons et les invertébrés n'en possèdent pas. S'il ne présente pas de grands changements entre différentes espèces, il n'existe que deux différences entre le chimpanzé et une volaille, il en existe 18 entre l'homme et le chimpanzé, toutes vraisemblablement apparuees au cours du développement de l'homme.

Andrew Clark, professeur de biologie moléculaire à l'Université Cornell, qui ne fait pas partie de l'équipe de David Haussler, a déclaré que si c'est vrai, le changement génétique devrait être plus rapide, et plus spectaculaire chez l'homme.

Toutefois, le gène a changé si vite qu'Andrew Clark a du mal à le croire, sauf si un élément inhabituel apparaissait au cours d'une mutation. Il ne s'agit pas d'une évolution normale, a-t-il observé. Selon David Haussler, ce changement serait dû au stress d'un homme qui descend de l'arbre et se met à marcher sur ses deux pieds.

Outre le fait que le gène a beaucoup changé, il y a sa contribution à la formation du cortex cérébral, responsable des fonctions les plus complexes, notamment le langage et le stockage des informations. "Il semble qu'il tienne une part très immportante dans le développement du cerveau", a déclaré Sofie Salama, coauteur de l'étude, chercheur en biologie à Santa Cruz qui souhaite identifier les effets du gène dans l'organisme.

Les scientifiques ne connaissent pas précisément les effets du gène. Mais ils savent qu'il se met en marche dans le foetus humain sept semaines après la conception, et qu'il s'éteint à 19 semaines, souligne David Haussler. AP

Sur le Net:

http://www.nature.com/nature

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La même news de chez futura-sciences.com

Ce gène qui a fait galoper le cerveau humain
Par Christophe Olry, Futura-Sciences, le 18/08/2006 à 16h56

En comparant des séquences ADN de l’homme, du chimpanzé, de la souris et du rat, des chercheurs pensent avoir découvert un gène à l’évolution rapide, responsable des différences de développement du cortex intervenues entre la lignée humaine et celle de leurs proches cousins.


Une équipe de chercheurs pensent avoir découvert un gène responsable de l'évolution rapide du cerveau humain (en haut) par rapport à celle du chimpanzé (en bas) (Crédits : Todd Preuss/Yerkes Primate Research Center)

Derrière le nom HARF1 se cache peut-être la clé de l’évolution du cerveau humain. C’est du moins ce que suggère une équipe de chercheurs dans l’édition du 17 août de la revue Nature.

La biostatisticienne Katherine Pollard (université de Californie) et ses collègues ont commencé leur étude par le développement d’un logiciel destiné à rechercher les grands changements intervenus dans le code génétique humain, consécutivement à la séparation entre notre lignée et celle des chimpanzés. A l’aide de ce programme, ils ont pu localiser 49 sections d’ADN qui sont restées stables chez le chimpanzé, la souris et le rat, mais qui ont subi d’importantes modifications chez l’homme au cours des derniers millions d’années.

Parmi ces portions d’ADN baptisées HAR (human accelerated region), le code génétique du HAR1 compte 118 lettres, dont deux seulement diffèrent entre le poulet et le chimpanzé. Par contre, les chercheurs ont remarqué que, depuis que les lignées de l’homme et du chimpanzé se sont différenciées, il y a 5 à 7 millions d’années de cela, 18 lettres ont changé dans le génome humain.

Des études complémentaires menées par Sofie Salama (UC Santa Cruz) ont ensuite montré que HAR1 contient les gènes HAR1F et HAR1R, qui ne codent pas des protéines mais produisent de l’ARN aux fonctions spécifiques. En effet, si l’on attribue souvent à l’ARN le simple rôle d’intermédiaire entre protéines et ADN, des scientifiques ont constaté que certains types d’ARN non-codant ont des effets directs, notamment celui de régulation d’autres gènes.

Des chercheurs de l’UC Santa Cruz et des universités de Bruxelles et de Claude Bernard, à Lyon, se sont penchés tout particulièrement sur HAR1F. Ils ont découvert qu’il s’exprime entre le second et le cinquième mois du développement embryonnaire et joue un rôle important dans le développement du cerveau. Ils suggèrent dans la revue Nature que HAR1F aide à contrôler la production de la reeline, une protéine impliquée dans l’organisation des différentes couches du cortex cérébral.

Les scientifiques ayant participé à ces travaux pensent que l’évolution du gène HAR1F pourrait expliquer en partie le rapide développement du cerveau humain par rapport à celui du chimpanzé.