L’épigénétique prouve que les humains et les chimpanzés sont différents

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par Jeffrey P. Tomkins, Ph.D. *

L’un des domaines de recherches passionnants et en expansion rapide en biologie moléculaire est le domaine de l’épigénétique. Dans l’étude des modifications épigénétiques, les scientifiques analysent l’ADN qui a été modifié de telle sorte que sa composition chimique est modifiée, mais pas les paires de bases véritables qui composent le code génétique de la séquence. C’est comme un code de commande séparé et un système imposé sur et dans le code standard de la séquence d’ADN.
Il existe deux manières générales par lesquelles l’ADN d’un organisme peut être modifié chimiquement. Premièrement, les groupes méthyle peuvent être ajoutés à des molécules de base de l’ADN. D’autre part, des protéines appelées histones qui s’intègrent à l’ADN peuvent également être modifiées de différentes manières. Ces deux types de modification de l’ADN déterminent le degré d’accessibilité de l’ADN aux protéines qui se lient à l’ADN et contrôlent et aident à réguler l’activité du gène. La modification épigénétique de l’ADN est fortement contrôlée dans le génome et joue un rôle majeur dans la façon dont de nombreux types de gènes sont exprimés. En fait, une grande variété de maladies humaines sont associées à des modifications épigénétiques qui ne font pas partie d’un profil génomique normal.

 

Parce que les chimpanzés sont considérés comme nos plus proches parents vivants, ils ont été comparés génétiquement à l’homme moderne dans une variété de différents types d’études. Un segment de recherche sur la comparaison génétique homme-chimpanzé de l’expression des gènes a été particulièrement infructueuse pour les évolutionnistes. Un certain nombre de rapports de recherche montrent comment de grandes différences dans l’expression des gènes sont couramment observées entre les humains et les chimpanzés pour de nombreux gènes que partagent les deux espèces, en particulier dans ceux qui sont associés à l’activité du cerveau.1, 2
Parce que les modifications épigénétiques du génome sont liées à l’expression des gènes, les chercheurs ont eu recours à des technologies de pointe pour comparer ces différences chez les humains et les chimpanzés pour les régions du génome que les deux ont en commun.
Plusieurs études récentes montrent que des différences spectaculaires existent entre les humains et les chimpanzés en ce qui concerne l’aspect de la méthylation de l’épigénétique. Lorsque l’on considère ce type de recherche, il est important de savoir que l’épigénome est spécifique d’un tissu et les modèles varient entre les types de cellules qui sont étudiés.

En 2011, une étude a été réalisée sur des globules blancs purifiés (neutrophiles) provenant d’hommes vivants, chimpanzés et orangs-outans. Les chercheurs ont sélectionné les neutrophiles, car ils sont à peu près similaires dans leur apparence et caractéristiques entre les humains et les singes. En dépit du fait que le type de cellule connu le plus similaire entre les humains et les singes a été sélectionné, les scientifiques ont eu la surprise de détecter de grandes différences de profil de méthylation dans plus de 1.500 régions différentes du génome humain quand elles ont été comparées aux génomes de chimpanzés. Les orangs-outans ont également montré un caractère unique par rapport aux humains et aux chimpanzés dans leur regroupement de données épigénomiques.Une autre découverte intéressante dans cette étude était que ces différences épigénétiques entre les humains et les chimpanzés ne sont pas seulement présentes dans les globules blancs adultes, mais aussi dans la lignée germinale (spermatozoïdes et ovules) -indiquant que celles-ci étaient des différences héréditaires permanentes entre les humains et les singes. Les auteurs du rapport écrivent:

Les mécanismes conduisant à des différences de méthylation entre les espèces ne sont pas connus. Le regroupement séparé des humains et des chimpanzés est compatible avec l’héritage stable d’états de méthylation chez les deux espèces.3
>
> Une étude encore plus récente en 2012 a utilisé une nouvelle méthode, très précise pour étudier les profils de méthylation de l’ADN entourant les gènes dans les gènes du cerveau partagés par les humains et les chimpanzés. Les différences constatées entre les humains et les chimpanzés étaient étonnamment marquées et étendues:Nous avons également trouvé une vaste divergence au niveau de l’espèce dans les modèles de méthylation de l’ADN et que des centaines de gènes présentent des niveaux significativement inférieurs de méthylation du promoteur dans le cerveau humain comparativement au cerveau de chimpanzé.4

Cette étude a indiqué que ces types de gènes du cerveau pourraient tolérer très peu de modification épigénétique en dehors du profil normal pour le cerveau humain. En effet, les chercheurs ont trouvé que les modèles de méthylation anormaux de gènes du cerveau humains sont associés à une grande variété de graves maladies neurologiques humaines. Ces résultats montrent comment les changements de méthylation des gènes du cerveau ne sont pas bien tolérés, annulant ainsi les idées d’évolution épigénétique chez les primates. De toute évidence, les profils de méthylation de gènes du cerveau sont finement réglés et spécifiques à l’espèce. Les auteurs ont fait le commentaire suivant au sujet de cette découverte:Enfin, nous avons trouvé que les gènes différentiellement méthylés sont étonnamment enrichis de locus associés à des troubles neurologiques, des troubles psychologiques, et des cancers.4

Cette recherche a encore divisé les régions des gènes en différentes zones. Un domaine d’intérêt clé fut le promoteur de région -la zone précédant un gène qui contrôle sa fonction comme un interrupteur génétique. Les chercheurs ont également étudié le corps principal du gène, qui est la région d’un gène qui comprend les segments codant pour des protéines. Enfin, ils ont également analysé les extrémités des gènes, car elles jouent un rôle clé dans la régulation génétique. À cet égard, ils ont constaté que les plus grandes différences entre les profils de méthylation de gènes du cerveau humain et du chimpanzé se trouvaient dans les régions de contrôle qui jouent un rôle majeur dans la régulation. Les promoteurs de gènes humains étaient beaucoup moins méthylés, une constatation qui correspond bien aux niveaux supérieurs de l’activité des gènes du cerveau humain, par rapport à leurs homologues chez les chimpanzés. Les autres régions des gènes présentaient également des différences entre les espèces, mais étaient moins spectaculaires.

Dans l’ensemble, 1055 gènes ont montré des modèles de méthylation significativement différents entre les humains et les chimpanzés. Parmi ceux-ci, les chercheurs ont découvert 468 gènes différents qui étaient très divers dans leurs profils de méthylation. Ceux-ci sont les types de gènes qui jouent un rôle clé dans le contrôle d’autres gènes et la modification des types de protéines dans la cellule qui régule les processus au sommet de la hiérarchie du système cellulaire. En d’autres termes, les gènes qui montraient ces différences marquées étaient les régions contrôlantes clés dans le génome pour l’activité des cellules du cerveau.
Ces résultats issus du domaine de l’épigénétique illustrent clairement les différences génétiques profondes qui existent entre les humains et les singes. Une fois de plus, la science de pointe s’accorde étroitement avec le paradigme biblique selon lequel Dieu a créé tous les animaux « selon leur espèce » (Genèse 1:21) et l’homme uniquement à « l’image de Dieu » (Genèse 1:27).

Références
  1. Khaitovich, P. et al. 2005. Parallel patterns of evolution in the genomes and transcriptomes of humans and chimpanzeesScience. 309 (5742): 1850-1854.
  2. Konopka, G. et al. 2012. Human-Specific Transcriptional Networks in the BrainNeuron. 75 (4): 601-617.
  3. Martin, D. I. K. et al. 2011. Phyloepigenomic comparison of great apes reveals a correlation between somatic and germline methylation statesGenome Research. 21 (12): 2049-2057.
  4. Zeng, J, et al. 2012. Divergent Whole-Genome Methylation Maps of Human and Chimpanzee Brains Reveal Epigenetic Basis of Human Regulatory EvolutionAmerican Journal of Human Genetics. 91 (3): 455-465.

* Le Dr Tomkins est associé de recherche à l’Institute for Creation Research et a obtenu son Ph.D. en génétique à la Clemson University

Source : http://www.icr.org/article/7157/296



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