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Lhomme et le singe

• Michel Morange, Ens, Université Paris 6, et IHPST
• Université de tous les savoirs
• Jeudi 12 Juin 2008

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Introduction

• Explication du titre
• Quelles sont les différences à expliquer?
• Que peut nous apporter la connaissance des
  génomes?
• Quelques informations complémentaires les
  différents types de variations génétiques
  variations  neutres ,  positives  ou
   négatives 

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• Krause J. et al. (2007) Neanderthals in Central
  Asia and Siberia Nature 449 902-904

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Quelques titres de journaux

•  Un seul gène a conduit à lêtre humain 
•  Le gène qui nous donne de plus gros cerveaux 
•  Les scientifiques identifient les gènes qui
  rendent les humains plus intelligents que les
  chimpanzés 

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Nous avons tous, scientifiques et
non-scientifiques, une vision naïve des
variations génétiques qui sont à lorigine de
lhomme moderne. Les résultats déjà apportés par
la connaissance des génomes et leur comparaison
nous obligent à corriger cette vision naïve.
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• Etude des gènes candidats
• Résultats apportés par les approches systémiques
• Quelques conclusions scientifiques et
  philosophiques

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Etude des gènes candidats
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Quest-ce qui fait dun gène un  candidat ?

• Des mutations qui en révèlent limportance
  fonctionnelle
• Un  bon  profil dexpression
• Le gène a muté lors de la formation de lespèce
  humaine
• Les signes dune pression de sélection positive

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Quelques exemples

• Le gène MYH16 et ses mutations
• Le gène du language (FOXP2)
• Les gènes de la microcéphaline
• LARN HARF1
• Des gènes plus vulgaires (ex SIGLEC)

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Mutation du gène de la myosine (MYH16)(Stedman
et al. (2004) Nature 428 415-418)
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(No Transcript)
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Défauts de langage dans la famille KEFisher S.
E. et al. (1998) Nature genetics 18 168-170
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• (Enard W. et al. (2002) Nature 418 869-872)

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Steven Pinker (2001) Nature 413 465-466
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FoxP2 un gène intéressant

• Un trouble précis du langage
• Le gène a muté dans la lignée humaine
• Il est exprimé dans le cerveau
• Cest un gène régulateur
• Comparaison avec dautres espèces animales
  parlantes
• Les gènes cibles de FoxP2

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FoxP2 les difficultés

• Le déficit nest pas limité au langage
• La structure du cerveau est affectée
• Le gène FoxP2 est impliqué dans de nombreuses
  autres fonctions
• La comparaison entre espèces apporte des
  résultats ambigus
• Lhomme de Néanderthal possède la forme humaine
  du gène FoxP2

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Quelques conclusions provisoires sur le gène FoxP2

• Ce nest pas le gène du langage
• Le langage nest pas apparu en un jour
• Mais cest un gène intéressant, qui donne des
  idées sur la longue série de transformations qui
  a conduit à lhomme

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Les microcéphalines

• Les mutations sont responsables de microcéphalie
• Le gène a été soumis à une sélection positive
• Il interviendrait dans la division cellulaire et
  la réparation de lADN, mais aussi dans la
  formation des spermatozoïdes
• Il aurait continué à évoluer récemment
• Les risques de conclusions trop rapides

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Evolution actuelle de la microcéphaline(Evans
P. D. et al. (2005) Science 309 1717-1720)
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HAR1F

• Il appartient à des séquences non-codantes
  conservées
• Il a beaucoup varié dans la lignée humaine
• Il est exprimé dans le cerveau humain entre 2 et
  5 mois de gestation, dans les cellules de
  Cajal-Retzius
• Limportance actuelle accordée aux ARN régulateurs

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Quelques conclusions provisoires

• Ne pas passer trop vite du déficit à la fonction
• Ne pas privilégier certaines données au détriment
  dautres
• Ne pas oublier tous les autres gènes.

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Résultats apportés par les approches systémiques
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• Pourquoi choisir une approche systémique?
• La difficulté le très grand nombre de variations
• Sélectionner les gènes soumis à une sélection
  positive (233 et 154)
• Sélectionner les gènes dupliqués
• Sélectionner les gènes dont lexpression a varié

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Le mythe du 1/Cohen J. (2007) Science 316
1836
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Les variations sont régulatrices

• Les résultats de King et Wilson (1975)
• Lidée de bricolage (François Jacob)
• Lapproche de la génomique structurale nest pas
  la meilleure

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(No Transcript)
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• Des premiers résultats encourageants
• Les choses sont moins simples

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Evolution dans lexpression des gènesEnard W.
et al. (2002) Science 296 340-343
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Evolution de lexpression des gènes chez les
primatesKhaitovich P. et al. (2006) Nature
reviews genetics 7 693-701
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Quelques conclusions

• La petite histoire de Jeff Hecht (2008, Nature
  453 562)
• Lêtre humain na pas plus  évolué  que le
  chimpanzé
• Beaucoup des variations ont été  neutres 
• Il y a eu sélection de beaucoup dautres
  caractéristiques que celles que nous considérons
  comme  humaines  la notion dexaptation

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Conclusions scientifiques et philosophiques

• Chasser les visions naïves
• La petite  différence entre lêtre humain et le
  chimpanzé
• Lévolution nest pas le fruit dun accident et
  du hasard
• Il ny a pas dévolution linéaire lhomme de
  Florès
• Lapparition de nouvelles caractéristiques et la
  spéciation ne sont pas liées
• Les gènes ne portent pas de fonctions
   humaines 
• Renoncer au  préformisme  décrire une histoire
• Le progrès des connaissances sera dans
  larticulation dapproches disciplinaires
  différentes

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•  La lignée Homo sapiens varia sous une énorme
  pression de sélection. Le changement qui en
  résulta pour certains caractères est presque sans
  précédent 
• Ernst Mayr (1965)

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Le génome humain et notre vue de
nous-mêmesSvante Pääbo (2001) Science 291
1219-1210

•  Nul doute que la vue génomique de notre place
  dans la nature sera à la fois une source
  dhumilité, et un coup porté à lidée dunicité
  humaine 
•  Réaliser quun ou quelques accidents génétiques
  ont rendu lhistoire humaine possible nous
  fournira un ensemble de défis philosophiques
  auxquels penser 
•  Cest une illusion de penser que la génomique
  seule nous dira ce que veut dire être humain 

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• Complexité du
• processus de
• spéciation
• entre lêtre
• humain et le
• chimpanzé
• Patterson et al.
• (2006) Nature
• 441 1103-1108

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Les principes de lorganisation macromoléculaire

• Lexistence de voies, réseaux et machines
  macromoléculaires
• La pléiotropie
• La redondance
• La consevation évolutive

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François Jacob (1981) Le jeu des possibles
(Paris Le livre de Poche, p. 59)

•  La hiérarchie dans la complexité des objets a
  donc deux caractéristiques dune part, les
  objets qui existent à un niveau donné ne forment
  jamais quun échantillon limité de tous les
  possibles offerts par la combinatoire du niveau
  plus simple. Dautre part, à chaque niveau
  peuvent apparaître de nouvelles propriétés qui
  imposent de nouvelles contraintes aux systèmes.
  Mais ce nest jamais quun surcroît de
  contraintes. Celles qui existent à un niveau
  donné sappliquent aussi aux niveaux plus
  complexes. Toutefois, le plus souvent, les
  propositions qui ont le plus dimportance à un
  niveau nen ont aucune aux niveaux plus
  complexes. La loi des gaz parfaits nest pas
  moins vraie pour les objets de la biologie que
  pour ceux de la physique. Seulement elle na
  aucun intérêt pour les questions qui préoccupent
  les biologistes .

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 Cela nous dira ce qui nous fait
humain Professeur Yoshiyuki Sakaki, Université
de TokyoNature 418, 910-911, 2002
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(No Transcript)