Une nouvelle étude révèle comment le mélange de population ancienne, les événements de fondateurs uniques et les siècles d'endogamie ont façonné le paysage génétique distinct de l'Inde, influençant tout, de l'ascendance au risque de maladies rares.
Étude: 50 000 ans d'histoire évolutive de l'Inde: impact sur la santé et la variation des maladies. Crédit d'image: Szefei / Shutterstock
L'Inde est un vaste pays avec une population remarquablement diversifiée, comprenant environ 5 000 groupes définis par leurs caractéristiques religieuses, ethniques et linguistiques. Pourtant, historiquement, il a été sous-représenté dans les enquêtes génomiques. Un article récent dans le journal Cellule a examiné les séquences du génome entier de 2 762 individus à travers l'Inde pour dériver l'ascendance et la variation génétique à travers la population, en mettant l'accent sur leur impact sur la variation des gènes de la maladie.
Les données ont été collectées dans l'étude du vieillissement longitudinal dans l'évaluation en Inde-Diagnostic de la démence (LASI-DAD), qui couvre les personnes âgées de 60 ans ou plus. Il s'agit de l'étude la plus complète de la variation génétique de l'Inde à ce jour, couvrant la plupart des régions géographiques et tous les principaux groupes linguistiques, ainsi que des groupes historiquement sous-représentés tels que les communautés tribales. Il a comparé leurs génomes à ceux des groupes mondiaux, à la fois anciens et modernes.
Sommaire
Trois groupes ancestraux
Les résultats montrent que la plupart des Indiens peuvent retracer leur ascendance à trois groupes: les chasseurs-cueilleurs sud-asiatiques, les pasteurs en steppe eurasien et les anciens agriculteurs liés à ceux du 4e millénaire avant notre ère, en particulier ceux du Tadjikistan (Sarazm_en). L'ascendance des chasseurs-cueilleurs sud-asiatiques est la plus élevée dans les échantillons du Sud par rapport au nord de l'Inde, en dravidien par rapport aux groupes linguistiques indo-européens, et dans les groupes tribaux par rapport aux autres.
Les chercheurs ont identifié une source commune de gènes d'agriculteurs iraniens (deux individus, surnommés Sarazm_enqui était ~ 3600–3500 agriculteurs avant notre ère du Tadjikistan) dans les ancêtres de quatre groupes en Inde: les groupes ancestraux du sud de l'Inde (ASI), des groupes ancestraux du Nord (ANI), liés à l'Austroasiatique et liés à l'Asie de l'Est. Les ASI sont un groupe hypothétique formé par le mélange des Asiatiques autochtones avec les anciens agriculteurs iraniens. Les anciens Indiens du Nord sont un autre groupe hypothétique formé par le mélange d'ASI avec de l'ancien pasteur en steppe eurasien. Ces groupes sont indiqués par l'analyse récente de l'ADN ancien.
Sarazm_en avait des liens commerciaux avec l'Asie du Sud, y compris la première civilisation de la vallée de l'Indus. L'un des deux individus portait des bracelets de coquille identiques aux artefacts des sites de la vallée de l'Indus comme ceux trouvés sur des sites au Pakistan et en Inde.
La majeure partie de la variation génétique provient d'une population qui est censée avoir migré d'Afrique il y a environ 50 000 ans. Des contributions plus petites (1% à 2%) des ancêtres de Néandertal et de Denisovan ont également été trouvées.
Les événements fondateurs conduisent l'homozygotie
L'analyse a révélé une homozygotie approfondie (copies de gènes identiques) et un partage d'identité par descente (des régions chromosomiques) chez les individus. Dans cet échantillon, qui contient moins de 2 700 personnes, il y a au moins une autre personne liée au quatrième degré ou plus proche de chaque sujet. Le niveau d'homozygotie (partage des copies de gènes identiques) est de deux à neuf fois plus élevé que les Asiatiques ou les Européens de l'Est.
Les événements fondateurs (causés par la formation d'un pool de gènes à partir d'un petit nombre d'individus fondateurs par endogamie ou consanguinité) réduisent la variation génétique, augmentent les chances de hériter d'une variante gène provoquant la maladie et augmentent le risque de maladie héréditaire de façon réquissive. Les événements fondateurs représentent 90% de l'homozygotie causée par la descente en Inde.
« Ces résultats soulignent les liens familiaux étendus entre les Indiens, reflétant les modèles historiques, culturels ou sociaux tels que l'endogamie. »
Homozygotie et maladie
Sur les plus de 400 000 variantes faux-sens et les variantes putatives de perte de fonction cataloguées dans cette étude, plus de 40% (pour la plupart extrêmement rares) sont décrits pour la première fois dans une enquête génomique. Environ 214 sont présents dans Clinvar, qui annote des variantes de maladie associées à une variété de maladies innées et acquises. Ceux-ci ne sont présents qu'en Inde. Les mutations délétères homozygotes sont plus courantes dans l'ascendance du chasseur-cueilleur d'Asie du Sud, corrélée avec les marqueurs d'ADN de consanguinité et les événements de fondateurs récents.
Malgré la basse fréquence globale de ces variantes, certaines se produisent à des fréquences plus élevées dans certains groupes. Par exemple, la variante pathogène L307P, qui provoque une carence en butyrylcholinestérase, augmente le risque de paralysie musculaire lorsqu'elle est exposée à des relaxants musculaires couramment utilisés pendant l'anesthésie. Il s'est produit chez 15 individus dans la présente étude, dont huit venaient de Telangana, car il est assez courant parmi les Vysyas d'Andhra Pradesh et de Telangana dans le sud de l'Inde.
Être capable d'identifier de telles variantes et leur distribution est utile pour comprendre comment la maladie se produit et empêcher son occurrence.
Séquences de Néandertalien et de Denisovan
Les Indiens conservent la plus grande diversité de séquences néandertaliennes (85% des variantes identifiées à l'échelle mondiale), bien que les Asiatiques orientaux aient une ascendance néandertalienne par personne plus élevée. Malgré cela, les océaniens ont la plus grande proportion d'ascendance de Denisovan (environ 2%), tandis que les Indiens ont environ 0,1%. Plus de la moitié des séquences de Denisovan ne sont visibles que dans les Indiens.
Beaucoup de ces variantes de gènes sont impliquées dans l'adaptation, l'immunité et un groupe de gènes sur le chromosome 3 qui augmente le risque de maladie grave avec une infection sévère du syndrome respiratoire aiguë coronavirus 2 (SARS-COV-2).
Ces connaissances pourraient aider à personnaliser les thérapies innovantes pour les troubles auto-immunes et infectieux dans les populations indiennes.
Dans le même temps, il y avait six et 13 régions sans trace d'ascendance néandertalienne et de Denisovan, respectivement, y compris quatre sans non plus. L'un de ces derniers abrite le gène FOXP2, impliqué dans le développement du langage humain. Comprendre les fonctions de ces régions pourrait aider à identifier de nouvelles variantes de gènes associées aux caractéristiques et maladies spécifiques de l'homme.
Conclusion
Cette étude fascinante donne un aperçu de la variation génétique au sein des populations de l'Inde et des contributions de différents groupes ancestraux, de l'ancien aux temps plus récents. Il souligne également l'effet de l'endogamie dans l'augmentation de la fréquence de l'homozygotie et des variantes de gènes pathogènes.
« La structure génétique unique des Indiens souligne l'importance d'incorporer l'ascendance et l'homozygotie dans les futures recherches en génomique médicale et fonctionnelle. »
Ces résultats nécessitent des individus référencés dans le temps et l'espace, parfois seulement une ou deux individus. À mesure que des échantillons plus anciens deviennent disponibles, ces relations peuvent devoir être révisées, comme avec l'ascendance d'agriculteurs iranienne, qui repose sur seulement deux échantillons.
Être capable d'identifier les régions génomiques dérivées de chacune des trois principales sources ancestrales pourrait révéler comment les adaptations aux conditions indiennes ont évolué et l'origine de ces gènes adaptatifs, ainsi que pour identifier les schémas de sensibilité aux maladies.
