Un groupe de scientifiques dirigé par Philipp Khaitovich, professeur à Skoltech, a mené une étude à grande échelle de l'expression des gènes dans 33 régions cérébrales différentes des humains, des chimpanzés, des macaques et des bonobos en utilisant les technologies de transcriptomique à résolution unicellulaire et a fait une carte de les différentes régions du cerveau avec leurs structures cellulaires spécifiques.
Ces cartes sont très précieuses pour la recherche sur l'évolution humaine.
Le cerveau humain est incroyablement complexe, et son évolution a longtemps été un sujet d'intérêt sans faille pour les scientifiques. Quels sont les changements évolutifs les plus importants qui distinguent le cerveau moderne de celui de nos lointains ancêtres et rendent les humains si différents des autres espèces?
Un groupe international de scientifiques de Russie, de Chine, d'Allemagne et de Suisse dirigé par Philipp Khaitovich, professeur au Skoltech Center for Neurobiology and Brain Restoration (CNBR), avec la participation d'Ekaterina Khrameeva, première auteur de l'article et professeur adjoint au Skoltech Center for Life Sciences (CLS), a étudié 422 échantillons de cerveau prélevés dans 33 régions cérébrales différentes chez l'homme, les chimpanzés, les macaques et les bonobos.
Les scientifiques ont examiné l'expression des gènes en se concentrant sur le fonctionnement de gènes spécifiques dans ces régions et ont analysé un total de 88 047 cellules individuelles en utilisant la méthode de résolution monocellulaire. L'étude a permis d'identifier les régions du cerveau qui sont les plus distinctives chez l'homme et, par conséquent, subissent une évolution plus rapide.
Ceux-ci incluent le cortex cérébral, l'hypothalamus et la matière grise et blanche cérébelleuse. En outre, les oligodendrocytes et les astrocytes présentaient plus de différences dans la lignée évolutive humaine que les neurones par rapport à des cellules similaires chez d'autres primates.
« Nous ne sommes pas les premiers à nous pencher sur l'expression des gènes dans le cerveau. Il s'agit d'un domaine de recherche important qui permettra un jour de mieux comprendre comment la conscience humaine est apparue. »
Cependant, le point délicat ici est qu'il peut y avoir deux raisons possibles pour des changements évolutifs dans l'expression: un changement dans la structure cellulaire dans une région du cerveau ou un changement dans l'expression des gènes dans les cellules. «
Ekaterina Khrameeva, première auteure de l'étude et professeure adjointe, Skoltech Center for Life Sciences
Auparavant, les scientifiques ne pouvaient pas faire la distinction entre ces deux possibilités, et maintenant, avec la méthode avancée de résolution unicellulaire, nous l'avons finalement fait! Nos nouvelles découvertes permettront de mieux comprendre les tenants et aboutissants de l'évolution de l'expression des gènes à un niveau plus subtil qui n'était pas disponible jusqu'à présent », explique Ekaterina Khrameeva.
La source:
Institut des sciences et technologies de Skolkovo (Skoltech)
Référence de la revue:
Khrameeva, E., et al. (2020) Carte de transcriptome à résolution unicellulaire de cerveaux humains, chimpanzés, bonobos et macaques. Recherche sur le génome. doi.org/10.1101/gr.256958.119.
