Dans une étude récente publiée dans la revue Biologie et évolution du génome, les chercheurs ont examiné les différences de biologie circadienne entre les ancêtres des humains modernes et les hominidés archaïques tels que les Dénisoviens et les Néandertaliens, ainsi que la contribution de l’introgression archaïque dans les chronotypes humains en utilisant les génomes pour retracer l’évolution des chronotypes des hominidés archaïques aux humains modernes.
On pense que l’homme moderne a évolué il y a 300 000 ans en Afrique, où les facteurs environnementaux ont joué un rôle important dans l’élaboration de sa biologie. Cependant, lorsque les ancêtres des humains eurasiens modernes ont émigré d’Afrique il y a environ 70 000 ans, ils ont été exposés à des environnements divers et à des variations saisonnières des photopériodes et des températures.
Des études sur des animaux tels que le saumon quinnat (Oncorhynchus tshawytscha) et les mouches des fruits (Drosophile melanogaster) ont découvert que les variations des niveaux et des modes d’exposition à la lumière ont un impact sur la biologie et le comportement des organismes, notamment sur les polymorphismes et les variations des fréquences alléliques des gènes impliqués dans le système circadien. Cependant, alors que l’évolution et l’adaptation du système circadien en réponse à des environnements variables ont été largement étudiées chez les plantes, les poissons et les insectes, il existe peu d’études de ce type chez les humains.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné le rôle de l’introgression archaïque dans les variations de la biologie circadienne humaine en utilisant une approche génomique comparative pour identifier ces différences entre les humains anatomiquement modernes et les hominines archaïques. Des études antérieures ont montré que la latitude d’une région est corrélée au chronotype d’un individu, c’est-à-dire sa propension à dormir à un moment particulier de la journée, comme le matin ou le soir.
De plus, le désalignement du chronotype a été associé à diverses maladies telles que l’obésité et le cancer, tandis que le chronotype du soir a été associé à des troubles de l’humeur tels que la dépression, le trouble affectif saisonnier et la détérioration des épisodes bipolaires. Par conséquent, les chercheurs ont émis l’hypothèse que les différents facteurs environnementaux et géographiques rencontrés par les humains modernes lors de leur migration hors d’Afrique vers des latitudes plus élevées auraient pu créer des désalignements potentiels des chronotypes.
De plus, le croisement entre les ancêtres des humains modernes et les hominidés archaïques tels que les Dénisoviens et les Néandertaliens a entraîné l’introgression de la variation archaïque dans le génome des humains modernes. Alors qu’une grande partie de ces gènes introgressés ont été soumis à une sélection négative, certains de ces allèles semblent s’être adaptés et conservés, contribuant à des caractéristiques telles que la résistance aux agents pathogènes, les taux d’hémoglobine chez les Tibétains résidant à haute altitude et les niveaux de pigmentation de la peau.
Une étude utilisant les données de la biobanque du Royaume-Uni (Royaume-Uni) a également révélé que les allèles archaïques introgressés étaient liés aux habitudes de sommeil signalées par les participants et contribuaient à l’héritabilité du chronotype. En utilisant les génomes de plusieurs hominines archaïques, les chercheurs ont évalué les variantes pour des facteurs tels que l’influence sur l’épissage, les protéines et la régulation d’un total de 246 gènes liés à la biologie circadienne.
De plus, sur la base des régions enrichies des gènes régulateurs circadiens, ils ont examiné les différences dans la régulation des gènes circadiens entre les hominines archaïques et les humains anatomiquement modernes qui pourraient résulter de variations non spécifiques à des lignées uniques.
Résultats
Les résultats ont rapporté l’identification de 28 gènes impliqués dans le système circadien qui présentaient des variantes qui auraient pu modifier l’épissage des gènes chez les hominines archaïques. Les chercheurs ont également identifié 16 gènes dans le système circadien qui auraient pu être régulés différemment entre les hominines archaïques et les humains modernes, indiquant une introgression potentielle de gènes archaïques qui modifient l’expression des gènes circadiens.
Les chercheurs ont également découvert que l’expression de loci de caractères quantitatifs des gènes du système circadien indiquait un enrichissement des variantes ou allèles introgressés liés au chronotype. Parmi ces variantes introgressées, celles qui avaient le plus fort effet sur le chronotype présentaient une augmentation du chronotype du matin, qui, chez d’autres espèces, avait été liée à des adaptations aux hautes latitudes. De plus, une introgression adaptative, ainsi que des clines latitudinaux dans la fréquence des allèles introgressés, ont été observés dans plusieurs locus liés au système circadien.
Conclusions
Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que les gènes impliqués dans la régulation des rythmes circadiens ont divergé considérablement d’une population d’hominines à l’autre. De plus, la variation des phénotypes circadiens des humains modernes indique un bénéfice adaptatif des allèles archaïques introgressés.
