Avec Evelyne Heyer, biologiste, professeure en anthropologie génétique. Chronique en partenariat avec le Muséum National d’histoire naturelle.

Aujourd’hui vous allez nous parler d’une nouvelle technique pour comprendre les différences génétiques entre nous et Néandertal...  

Oui, nous avons plusieurs millions de mutations qui nous  distinguent, mais comment comprendre ce qui fait de nous un Sapiens  plutôt qu’un Néandertal ? Pour cela  les chercheurs s’intéressent à des  gènes qui sont totalement différents dans les deux lignées : une version  qui est chez tous les Néandertal, alors que l’autre est chez tous les  Sapiens. De tels gènes que l’on dit spécifiques de lignée sont seulement  60 parmi les 20000 gènes du génome. C’est peu, mais nos deux lignées ne  se sont séparées il n’y a que 600000 ans, autrement dit hier ! Parmi  ces 60 gènes, certains pourraient être vraiment importants et expliquer  ce qui fait la spécificité du cerveau humain. On sait que Néandertal  avait un aussi gros cerveau que le nôtre voir même plus gros. Il  enterrait ses morts, avait une culture symbolique comme l’atteste des  parures en coquillage. Il maitrisait le feu, chassait en groupe, avait  des outillages sophistiqués, certes différents de ceux des anciens  sapiens. Mais il n'a pas développé les extraordinaires peintures et  sculptures, les technologies élaborées de sapiens. Donc intelligent mais  avec un cerveau différent. 

Alors quelle est la nouvelle technique pour comprendre ces différences? 

Le  laboratoire du neuroscientifique Alysson Muotri de l’Université de  Californie vient d'utiliser la technique des ciseaux moléculaires  CRISPR. Ces ciseaux moléculaires permettent de changer très précisément  une seule lettre de l’ADN. Ils ont induits la mutation Néandertal du  gène NOVA1 dans des cellules humaines. Ils ont choisi NOVA1 car il est  connu pour réguler l’activité de gènes aux premiers stades du  développement du cerveau. Et aussi pour des raisons pratiques, parmi les  60 gènes spécifiques des deux lignées, ce gène ne diffère que par une  seule mutation. Ils ont fait cette modification dans des cellules du  cerveau mises en culture, elles forment en se multipliant ce que l’on  appelle un organoïde ou minicerveau. Et là les résultats sont  impressionnants. Les connexions des synapses sont différentes : elles  mettent en jeux des protéines différentes. Les échanges électriques  entre cellules se développent plus tôt, mais sont moins synchronisés et  la structure aussi est légèrement différente! Bref des pistes pour  comprendre pourquoi le fonctionnement du cerveau de Néandertal était  différent du nôtre. Ces résultats viennent d’être publiés dans la revue  Science.  

Alors on a tout compris ? 

Non, c’est une  toute première étape car il y a un fossé entre ces organoïdes, des  sortes de minicerveaux et la constitution d’un cerveau complet. Mais  cela reste fascinant d’observer qu’une seule mutation puisse entraîner  de tels changements. Et aussi, il ne faut pas oublier que les gènes ne  fonctionnent jamais seuls, mais en réseau. Il faudrait certainement  modifier simultanément plusieurs gènes pour bien comprendre les  différences entre Néandertal et nous. D’ailleurs l'équipe de Californie  se dite prête maintenant à tester un par un les 60 gènes qui ont des  versions spécifiques Néandertal. On a hâte d’en connaître les résultats.  En tout cas, cela montre bien comment les hasards de l’évolution, ici  une mutation, ont permis des changements importants et ont participé à  l’émergence d’humanités différentes ! 

Références : 

C.  Trujillo et al. (2021) Reintroduction of the archaic variant of NOVA1  in cortical organoids alters neurodevelopment. Science 12 Feb 

Les références