La recherche de scientifiques de l'Université de Californie San Diego School of Medicine a apporté un nouvel éclairage sur une question séculaire: qu'est-ce qui rend le cerveau humain unique?
La découverte de l'équipe provient de leur enquête sur les régions accélérées par l'homme (HARS) – des sections du génome humain qui ont accumulé un niveau de mutations inhabituellement élevé à mesure que les humains ont évolué. Il y a beaucoup d'intérêt scientifique pour le HARS, car ils sont supposés jouer un rôle essentiel dans la conférence des traits spécifiques à l'homme, et ont également des liens avec les troubles neurodéveloppementaux, tels que l'autisme.
L'une des raisons pour lesquelles les scientifiques pensent que HARS conférait des traits spécifiques à l'homme est qu'ils ont subi des changements rapides dans leurs séquences génétiques depuis que nous nous sommes séparés de notre relatif le plus proche – le chimpanzé – il y a environ 5 millions d'années.
Maintenant, les chercheurs de l'UC San Diego ont identifié un Har123 en Har123 en particulier – qui semble contribuer à façonner le cerveau humain.
Les chercheurs ont découvert:
- HAR123 lui-même n'est pas un gène, mais est plutôt un type de « contrôle de volume » moléculaire connu comme un amplificateur transcriptionnel. Les amplificateurs transcriptionnels contrôlent quels gènes sont activés, combien ils sont activés et à quels moments ils sont activés pendant le développement d'un organisme.
- Grâce à son rôle d'activateur transcriptionnel, HAR123 favorise le développement de cellules progénitrices neurales, les cellules qui donnent naissance aux deux principaux types de cellules cérébrales – neurones et cellules gliales.
- HAR123 influence également le rapport des neurones et des cellules gliales qui se forment à partir des cellules progénitrices neurales.
En fin de compte, HAR123 favorise un trait humain particulièrement avancé appelé flexibilité cognitive, ou la capacité de désapprendre et de remplacer les connaissances antérieures.
En plus de fournir de nouvelles informations sur la biologie du cerveau humain, les résultats offrent également une explication moléculaire pour certains des changements radicaux qui se sont produits dans le cerveau humain au cours de notre évolution. Ceci est soutenu, par exemple, par la constatation des auteurs que la version humaine de HAR123 exerce différents effets moléculaires et cellulaires que la version chimpanzée dans les cellules souches et les cellules précurseurs de neurones dans une boîte de Pétri.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre l'action moléculaire de HAR123 et si la version humaine de HAR123 confère en effet des traits neuronaux spécifiques à l'homme. Cette ligne de recherche pourrait nous conduire à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires qui sous-tendent de nombreux troubles neurodéveloppementaux, tels que l'autisme.
L'étude, publiée en ligne dans Avancées scientifiquesétait dirigé par Miles Wilkinson, Ph.D., professeur distingué, et Kun Tan, Ph.D., professeur adjoint, tous deux au sein du Département d'obstétrique, de gynécologie et de sciences de la reproduction à la UC San Diego School of Medicine. Wilkinson est également une faculté d'affiliation de l'Institut UC San Diego pour la médecine génomique. L'étude a été financée, en partie, par des subventions des National Institutes of Health et 10X Genomics.
