institut-pasteur-ra-2014

L’AGRICULTURE ET L’HISTOIRE
AFRICAINE REVISITÉES PAR LA
GÉNOMIQUE HUMAINE
L’émergence de l’agriculture a
constitué pour l’espèce humaine
une révolution technologique,
culturelle et environnementale
(y compris des changements de
pressions pathogéniques) sans
précédent. Il a souvent été suggéré
que l’abondance des ressources
qu’elle a générée, associée
à la domestication et à la
sédentarisation, avait constitué
le point de départ sur chaque
continent des plus grandes
explosions démographiques que
notre espèce ait connues. Les
travaux récents de l’unité de
Lluis Quintana-Murci (Génétique
évolutive humaine) mettent
pourtant à mal cette théorie,
en se reposant sur l’analyse poussée
du génome entier de plus de
300 individus d’Afrique centrale,
issus de populations de
chasseurs-cueilleurs pygmées
et de populations sédentaires
d’agriculteurs.
Alors que le développement de
l’agriculture en Afrique
subsaharienne a débuté il y a
environ cinq mille ans, cette étude
génomique établit que la principale
explosion démographique qu’ont
connue les ancêtres des agriculteurs
a eu lieu il y a plus de sept mille
ans, suggérant qu’en réalité les
ancêtres des actuels agriculteurs,
alors chasseurs-cueilleurs, auraient
connu un succès démographique tel
qu’il leur aurait été nécessaire
d’adopter un nouveau mode de vie
et d’avoir recours à l’agriculture.
Les chercheurs tentent désormais
de comprendre les mécanismes
génétiques à l’origine du succès ou
du déclin démographique observés
chez ces populations. Selon eux,
ils pourraient être liés aux pressions
environnementales différentes
auxquelles ces ethnies ont été
soumises par le passé, y compris
à celles exercées par les agents
pathogènes.
Élue à l’Académie
allemande des sciences
Carmen Buchrieser a été
élue comme membre
étranger à l’académie
Leopoldina, l’Académie
allemande des sciences.
L’unité Biologie des bactéries
intracellulaires qu’elle dirige
travaille principalement
sur les caractéristiques
génétiques liées au pouvoir
pathogène intracellulaire
des légionelles, et de leur
rôle dans les interactions
avec leurs hôtes connus,
l’homme et l’amibe.
MÉTAGÉNOMIQUE MICROBIENNE : UN DÉVELOPPEMENT TECHNOLOGIQUE ESSENTIEL
Matrice d’interactions
reconstituée de 77 espèces
trouvées dans les selles de
souris. Chaque carré de la
diagonale représente une
espèce du microbiome étudié
(labo R. Koszul).
Les communautés microbiennes
et leurs activités biochimiques
sont des composantes
essentielles des écosystèmes
environnementaux, mais aussi
de ceux qui sont essentiels à la
santé des hommes et composent
leur flore commensale.
Ces communautés sont
composées d’un mélange
complexe de nombreuses espèces
de micro-organismes (bactéries,
levures, etc.) souvent difficilement
isolables. La métagénomique
est une discipline qui cherche
à étudier ces écosystèmes
en caractérisant directement
les gènes qui s’y trouvent et
ainsi en inférer les interactions
entre espèces présentes.
La baisse continue du coût de
séquençage permet de cataloguer
le contenu en ADN de ces
communautés de façon
relativement exhaustive.
Cependant, il demeure difficile
d’assembler les petites
séquences d’ADN obtenues
après séquençage en génomes
complets, ce qui limite l’analyse
du système dans sa complexité.
Le G5 Régulation spatiale des
génomes a récemment développé
meta3C, une méthode d’analyse
et d’assemblage métagénomique
qui exploite le fait que le génome
de chaque espèce possède
une signature architecturale
tridimensionnelle spécifique.
Cette signature découle des
contacts entre molécules d’ADN,
importants si ces molécules
appartiennent au même génome
et sont donc hébergées dans
la même cellule, et nuls si elles
appartiennent à des génomes
d’organismes différents.
En quantifiant ces contacts grâce
à la méthode de capture de
conformation de chromosome, le
groupe a démontré le potentiel de
cette approche en prouvant qu’on
pouvait reconstruire, sans a priori,
les génomes de micro-organismes
mélangés. Des développements
sont en cours pour appliquer
meta3C à des microbiomes de
mammifères, et ainsi permettre
la caractérisation complète
de ces écosystèmes complexes.
Institut Pasteur Rapport annuel 2014 27