Nouvelles génétiques et archéologie : l'Histoire Change...
Il y a 40.000 ans, Asiatiques et Européens avaient déjà divergé génétiquement
© Istockphotos.
Publiant ses travaux dans PNAS, une équipe internationale a étudié l'ADN d'un Homo sapiens fossile vieux d'environ 40.000 ans découvert non loin de Pékin. Ils ont établi que cet individu, génétiquement distinct de la lignée humaine européenne, partageait des ancêtres communs avec ceux des Asiatiques et Amérindiens actuels.
Des chercheurs de l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutive de Leipzig (Allemagne) et de l'Académie des Sciences de Chine à Pékin ont collaboré pour séquencer l'ADN (nucléaire et mitochondrial) extrait d'un fossile vieux de 40.000 ans. Celui-ci appartient à un homme anatomiquement moderne découvert en 2003 dans la grotte de Tianyuan, près de Pékin, et est l'un des fossiles d'Homo sapiens les plus anciens connus en Asie.
Pour séquencer et étudier le génome de cet ancêtre, les chercheurs ont utilisé de nouvelles techniques permettant d'éviter toute contamination par de l'ADN moderne. L'analyse génétique de ces ossements a alors montré que leur propriétaire partageait une origine commune avec les ancêtres de nombreux Asiatiques et Amérindiens d'aujourd'hui. Mais également que cet homme préhistorique possédait la même proportion de matériel génétique néandertalien et denisovien que ses 'compatriotes' actuels.
Cette découverte suggère ainsi que lorsque vivait cet homme, il y a 40.000 ans, les ancêtres des Asiatiques et Amérinidiens d'aujourd'hui avaient déjà divergé génétiquement de ceux dont descendent les Européens modernes. "Cet individu de la grotte de Tianyuana vécu pendant une transition importante de l'évolution, quand les premiers hommes modernes (...) ont remplacé les Néandertaliens et les Denisoviens qui, plus tard, se sont éteints", a expliqué Svante Pääbo, directeur de l'étude.
Mais "de nouvelles analyses, sur d'autres hommes modernes fossiles d'Eurasie, affineront notre compréhension sur 'quand' et 'comment' ceux-ci se sont répartis en Europe et en Asie", a t-il souligné.
De l’ADN à quatre brins observé dans des cellules humaines
© Istockphotos.
Une équipe de chercheurs britanniques a découvert dans des cellules cancéreuses humaines une forme d’ADN qui n’avait jusque-là pu être observée que in vitro : de l’ADN à quatre brins, le G-quadruplexe ou encore G4.
L’ADN est connu pour adopter la structure d’une hélice à double brin. Dévoilée en 1953 par Watson et Crick, cette découverte ne laissait toutefois pas présager qu’il puisse exister une autre forme d’ADN. Or, tout récemment, une équipe britannique de l’université de Cambridge et du Cancer Research UK a publié une étude dans la revue Nature Chemistry qui révèle la découverte d’un ADN à quatre brins comportant une quadruple hélice, l’ADN G-quadruplexe, ou encore ADN G4.
La lettre G désigne la guanine (une des bases de l’ADN et de l’ARN) qui, ici, en se groupant par quatre, forme une structure tout à fait particulière : plane et carrée. Elle est ainsi capable de se fixer par chacun de ses coins à de l’ADN ou de l’ARN en l’obligeant à se replier ce qui entraîne la formation d’un morceau d’ADN qui semble constitué de quatre brins parallèles. En vérité, cette structure n'est pas foncièrement nouvelle puisqu'elle avait été découverte en 2004 par une équipe de l’Inserm. Mais c’est la première fois que des chercheurs l’observent dans des cellules vivantes.
En effet, l’équipe britannique menée par Shankar Balasubramanian a retrouvé de l’ADN G-quadruplexe dans des cellules tumorales humaines. En associant un anticorps spécifique à cet ADN et un marqueur fluorescent, ils ont pu constater que cette forme à quatre brins apparaît sur les chromosomes au moment où la cellule duplique son matériel génétique, juste avant la division cellulaire. Les chercheurs soulignent ainsi que la formation de segments quadruples est plus importante dans les cellules qui se divisent rapidement, à l'instar des cellules tumorales.
Une nouvelle piste de traitement contre les tumeurs
Ils précisent également que ces cellules stabilisent les portions d’ADN G4 grâce à de petites molécules : des ligands. Ces formations quadruplexes se multiplient de plus en plus au fur et à mesure que les cellules se divisent, les ligands venant soit ralentir soit accélérer ce phénomène. Cette nouvelle vision de la cellule cancéreuse et de ses mécanismes de fonctionnement ouvre donc d’intéressantes perspectives à explorer pour les scientifiques qui cherchent de nouvelles méthodes pour aborder voire traiter le cancer.
"Nous voyons là des liens entre piéger ces quadruplexes avec des molécules et la capacité de stopper la division des cellules, ce qui est extrêmement excitant", a commenté le Pr Shankar Balasubramanian cité par Sci-News. "Pour nous, cela soutient fortement un nouveau paradigme à approfondir - utiliser ces structures à quatre brins comme des cibles pour des traitements personnalisés dans le futur", a t-il ajouté.
La double hélice de l'ADN photographiée pour la toute première fois
Des chercheurs italiens ont développé une nouvelle technique qui leur a permis de photographier directement la double hélice de l'ADN à l'aide d'un microscope électronique. C'est la première fois qu'une telle prouesse est réalisée.
On l'a entièrement décodé, on le manipule régulièrement, on arrive à le modifier mais on n'avait encore jamais réussi à le photographier. C'est désormais chose faite : des chercheurs italiens ont livré la toute première image directe de l'ADN et de sa double hélice. Une prouesse que l'on attendait depuis plus de 60 ans. En effet, c'est en 1953 que James Watson et Francis Crick (avec l'aide de Rosalind Elsie Franklin) ont établi que l'ADN (pour acide désoxyribonucléique) présentait une configuration en double hélice.
Pour cela, ils avaient alors observé des cristaux d'ADN par une technique de diffraction des rayons X. Mais ceci n'avait fourni qu'une image indirecte : ils avaient donc interprété l'image pour établir l'existence de cette structure sans l'observer réellement. Or, depuis, malgré de nombreuses recherches portant sur le génome, jamais personne n'avait vraiment pu observer l'ADN directement. C'est pourquoi le professeur Di Fabrizio et son équipe du Département des Nanostructures de Gènes ont développé une toute nouvelle technique utilisant un microscope électronique.
Celle-ci consiste à récupérer les "fils" d'ADN à partir d'une solution diluée, avant de les sécher et de les étirer sur un lit de colonnes nanoscopiques en silicone. Ces dernières sont en fait extrêmement hydrofuges et provoquent ainsi une évaporation rapide de l'humidité. Il ne reste donc plus que les brins d'ADN étirés et prêts à observer. En plus de ces colonnes, l'équipe de Di Fabrizio a percé de minuscules trous dans la base à travers desquels ils ont pu faire passer des faisceaux d'électrons. Le tout a alors permis de fournir une image claire et précise de la fameuse double hélice.
Observer une seule molécule d'ADN
Néanmoins, la technique d'observation demande encore quelques perfectionnements. En effet, l'énergie des électrons est assez importante pour casser une molécule d'ADN. Aussi, les chercheurs n'ont pu observer que des "cordons" d'ADN, autrement dit des ensembles formés de six molécules d'ADN enroulées autour d'une septième qui sert de coeur. L'équipe prévoit donc d'utiliser des détecteurs plus sensibles capables de répondre à des électrons de basse énergie. En enlevant le risque de casser l'ADN, les chercheurs espèrent ainsi observer des doubles hélices individuelles voire un brin d'ADN unique et déroulé.
"Avec une préparation améliorée de l'échantillon et une meilleure résolution d'image, nous pourrions observer directement l'ADN au niveau des bases simples", a indiqué Di Fabrizio cité pr le New Scientist. "L'observation directe devient importante quand la connaissance au niveau d'une ou de quelques molécules est requise et quand la diffraction ne permet pas d'obtenir des informations structurelles et fonctionnelles", écrivent les auteurs dans la revue Nanoletters qui publie leurs travaux.
Cette nouvelle étape pourrait donc permettre d'en apprendre bien plus sur l'ADN et d'étudier notamment comment un brin peut interagir avec d'autres biomolécules.
LES INDIENS HABITAIENT EN AUSTRALIE IL Y A 4000 ANS !
Les derniers éléments génétiques et archéologiques montrent que les australiens n'étaient pas isolés avant l'arrivée des européens.
De nouvelles recherches montrent que d'anciens Indiens ont émigré en Australie et se sont mélangés avec les Aborigènes il y a 4 000 ans. Ils ont aussi rapporté l'ancêtre du dingo avec eux.
L'étude a ainsi réévalué le long isolement du continent avant la colonisation européenne.
L'étude a ainsi réévalué le long isolement du continent avant la colonisation européenne.
On pensait que le vaste continent austral était coupé des autres populations jusqu'à ce que les Européens débarquent à la fin des années 1700. Mais les dernières données génétiques et archéologiques rejettent cette théorie.
Des chercheurs de l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutionniste à Leipzig, en Allemagne, ont rapporté "des flux de gènes important entre les populations indiennes et australiennes il y a environ 4 000 ans". Ils ont analysé les variations génétiques dans le génome des Aborigènes d'Australie, des Néo-Guinéens, des Asiatiques du Sud-Est et des Indiens, y compris les dravidiens du sud.
Le point de vue dominant était que, jusqu'à l'arrivée des Européens à la fin de 18ème siècle, il y avait peu ou pas de contact entre l'Australie et le reste du monde...
Mais l'analyse de l'ensemble du génome des données a apporté une signature importante des flux de gène de l'Inde à l'Australie que l'on peut dater à environ 4 230 ans, ou 141 générations.
"Bien avant que les Européens se soient installés en Australie, des hommes ont migré à partir du sous-continent indien vers l'Australie et se sont mélangés avec les Aborigènes d'Australie", souligne l'étude.
Le dingo
Selon la principale chercheuse, Irina Pugach, "cette date coïncide également avec de nombreux changements dans les archives archéologiques de l'Australie, qui comprennent un changement soudain dans les technologies des outils en pierre ... et la première apparition du dingo dans les données fossiles".
L'étude a expliqué que, bien que l'ADN du dingo semble avoir une origine sud-asiatique, morphologiquement, le dingo ressemble plus aux chiens indiens.
Le fait que nous détectons un afflux important de gènes provenant de l'Inde vers l'Australie à cette époque donne à penser que l'ensemble des ces changements en Australie peuvent être liés à cette migration.
Le dingo, prédateur sauvage, est devenu une légende australienne aux côtés de kangourous, mais il est souvent considéré comme nuisible car il attaque le bétail.
Le terme de dingo est censé provenir des premiers colons à cause de la ressemblance d'un mot similaire aborigène pour désigner un chien docile.
Mais une origine commune a également été découverte entre les populations d'Australie, de Nouvelle-Guinée et Mamanwa des Philippines, qui avaient suivi une route migratoire depuis l'Afrique commencée il y a plus de 40 000 ans.
Les chercheurs estiment que ces groupes se sont divisés il y a environ 36 000 ans, lorsque l'Australie et la Nouvelle-Guinée formaient une masse terrestre. "En dehors de l'Afrique, les aborigènes Australiens sont la plus ancienne population ininterrompue dans le monde", a déclaré Pugach, un anthropologue moléculaire.
L'Australie offre certaines des premières preuves archéologiques de la présence de l'homme en dehors de l'Afrique, avec des sites datés d'au moins 45 000 ans.
SFH 02-2013
