Une nouvelle étude sur les chiens a révélé que la structure spatiale de la chromatine joue un rôle important dans l'évolution du comportement social. La chromatine, la forme compacte de l'ADN, non seulement contient le matériel génétique, mais joue également un rôle crucial dans la régulation des gènes. Cette étude démontre que la séquence linéaire de l'ADN et sa configuration tridimensionnelle sont liées au comportement amical façonné par la domestication des chiens, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur les mécanismes moléculaires sous-jacents aux traits sociaux.
Les traits comportementaux tels que la sociabilité sont influencés par de nombreux gènes, leurs interactions, des facteurs environnementaux et des expériences de vie individuelles.
L’effet d’un seul gène étant difficile à détecter, l’équipe du Dr Bridgett von Holdt, professeure à l’université de Princeton, et son équipe ont fait la une des journaux en 2017 lorsqu’elles ont identifié des éléments spécifiques du gène GTF2I chez les chiens, liés au syndrome de Williams-Beuren (WB) chez l’homme, caractérisé par une hypersociabilité, une extrême gentillesse et des anomalies craniofaciales. Les résultats ont suggéré que la sélection d’une gentillesse accrue chez les chiens impliquait des changements dans le gène GTF2I.
« Ce gène joue un rôle dans le développement neuronal et les voies liées à l'anxiété et à la sociabilité et est probablement un déterminant clé du comportement amical façonné par la domestication. Dans notre étude actuelle, nous avons cherché à déterminer comment les variantes génétiques influencent la structure 3D de l'ADN contenant ce gène », explique vonHoldt, auteur principal de la publication dans Génomique BMC« Le gène GTF2I possède plusieurs variantes, la variante ancienne, semblable à celle du loup, étant présente chez trois individus sur dix. Nous étions curieux de savoir comment les variantes anciennes et plus modernes affectent précisément la fonction des gènes. » Les variantes génétiques proviennent des rétrotransposons, qui sont des éléments d'ADN mobiles et automultiplicateurs.
Les chercheurs ont examiné une section intronique du gène, qui ne produit pas de produit génique mais influence probablement la chromatine (le complexe d'ADN et de protéines qui composent les chromosomes) ; la structure spatiale et provoque des différences dans l'expression des gènes.
Ils se sont appuyés sur des échantillons de tissus cérébraux de chiens fournis par la Banque de cerveaux et de tissus canins de l'Université ELTE de Budapest.
« Des échantillons du tronc cérébral ont été prélevés sur des chiens de compagnie euthanasiés pour des raisons médicales et donnés à la recherche. Nous n'avons inclus que des chiens sans maladie grave du système nerveux », explique le Dr Eniko Kubinyi, chef du département d'éthologie de l'ELTE, qui a créé la banque avec la généticienne Dr Sára Sándor et le vétérinaire Dr Kálmán Czeibert et qui la maintient grâce à des subventions de l'Académie hongroise des sciences. « Le gène étudié régule l'expression d'autres gènes, son expression est donc attendue dans tout le cerveau. »
L’étude a révélé que les variantes anciennes et modernes de GTF2I affectent différemment la forme de la boucle de chromatine.
« Les nouveaux segments d'ADN régulateurs causés par les insertions de rétrotransposons sont généralement éliminés du génome. Il est intéressant de noter que dans un intron du gène GTF2I, le génome ancien du loup récupère en grande partie le segment inséré, tandis que le génome moderne du chien le rejette. La présence ou l'absence de ce rétrotransposon est associée à une structure chromatinienne 3D altérée au niveau de GTF2I, avec des impacts possibles en aval sur les voies régulant la matrice extracellulaire et l'épissage de GTF2I. Cela est similaire au cas des humains, où de nombreux patients atteints de WB présentent des anomalies cranio-faciales expliquées par des anomalies de la matrice extracellulaire et une fonction GTF2I altérée. Essentiellement, nous rapportons une convergence moléculaire putative entre le comportement hypersocial chez les chiens et le syndrome de Williams-Beuren chez l'homme », souligne le Dr Dhriti Tandon, premier auteur de l'étude.
Lorsque certaines espèces conservent la même mutation alors que d'autres non, comme on le voit dans la différence entre les loups et les chiens, l'effet régulateur est probablement significatif sur le plan évolutif. En l'absence de rétrotransposons, une boucle d'ADN présente chez les loups ne se forme pas chez les chiens, ce qui peut expliquer certaines différences de profils neurocognitifs et donc de comportements sociaux entre les deux espèces.
Les chercheurs espèrent que leurs résultats mettront en évidence que non seulement la séquence de bases génomiques, mais aussi sa structure 3D, influence le comportement.
