Génétique & cognition – 2

Camille Williams

PhD Candidat, Sorbonne Université

LSCP, DEC, ENS

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Une fois qu’on sait qu’un phénotype est héritable, comment trouver les gènes qui y sont associés ?

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1. L’heritabilité

• L'héritabilité d'un phenotype (par exemple, la taille, le QI) correspond à la proportion de la variation phénotypique dans une population attribuable à des différences génétiques individuelles.
• L'héritabilité fait référence à la variation au sein d'un groupe. Elle ne fait pas référence à l'impact de la nature sur un individu.
• L'héritabilité d'un trait peut varier en fonction des populations et des environnements étudiés.
• Caractères héréditaires sont des caractères transmis d'une génération à l'autre

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2. Quelques Repères

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2.1. Un peu de biologie

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2.1. Un peu de biologie

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22 paires d'autosomes

2 chromosomes sexuels

2.1. Acide désoxyribonucléique (ADN)

• Les caractères héréditaires sont transmis d'une génération à l'autre par l'ADN.

​

• L'ADN : structure en double hélice avec une succession de paires de bases liées à un squelette sucre-phosphate.

​

• Paires de bases (nucléotides) : Adénine (A), Thymine (T), Guanine (G) et Cytosine (C).

​

• Un gène: section d'ADN. On en a environ 20 000 dans chaque cellule de notre corps !

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Gene 1 = protein A

Gene 2 = protein B

2.2. Repères en génétique et génomique

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2.2. Repères en génétique et génomique

Human Genome Project

(Projet du génome humain)

​

• Découvrir tous les gènes humains et les rendre accessibles à des études biologiques plus poussées.

​

• Déterminer la séquence complète du génome humain

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2.2. Repères en génétique et génomique

Polymorphisme à nucléotide unique (SNP)

• 99.5% les mêmes génétiquement
• Variation d'un nucléotide dans au moins 1% de la population
• Représente 90% des variations génétiques chez l'homme
• Présents sur l'ensemble de notre génome (1/1000 pb) - 4-5 millions de SNP
• La plupart n'ont aucun effet

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2.2. Repères en génétique et génomique

Variation du nombre de copies (CNV)

• le nombre de copies d'un gène particulier varie d'un individu à l'autre.
• On ne sait pas encore dans quelle mesure la variation du nombre de copies contribue aux maladies humaines.
• certains cancers sont associés à un nombre élevé de copies de certains gènes.

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2.2. Repères en génétique et génomique

International HapMap Project

Un haplotype est un ensemble de variations de l'ADN, ou polymorphismes, qui ont tendance à être héritées ensemble.

• d'allèles sur le même chromosome
• un ensemble de polymorphismes nucléotidiques simples (SNP) sur le même chromosome.

​

Réduire le nombre de SNP nécessaires pour examiner l'ensemble du génome à la recherche d'une association avec un phénotype, des 10 millions de SNP existants à environ 500 000 SNP marqueurs.

​

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3. Une fois qu’on sait qu’un phénotype est héritable, comment trouver les gènes qui y sont associés ?

3 méthodes

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3. 1. Étude sur les liens familiaux

Family Linkage Study

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La famille KE et le gène FOXP2

• ½ de la famille présente un trouble grave du langage appelé dyspraxie verbale développementale
• dyspraxie verbal: difficulté à planifier et à programmer tous les mouvements que doivent faire sa langue, ses lèvres et ses cordes vocales pour émettre les sons correctement

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La famille KE et le gène FOXP2

PROBLÈMES ARTICULATOIRES :

• difficulté à contrôler les mouvements complexes et coordonnés de la bouche.

​

IMPAIRS LINGUISTIQUES :

• répétition de mots, également dans le langage écrit, déficits du vocabulaire réceptif (indiquer si un mot présenté est réel ou un non-mot; Watkins et al. 2002a).
• compréhension et la production de la grammaire (Gopnik & Goad 1997, Watkins et al. 2002).
• Compréhension de phrases complexes (évaluées par des tâches de sélection d'images) et dans la production d'inflexions de mots (changements de temps ou de nombre) ou de dérivations (changements de sens).

​

DÉFICITS COGNITIFS

• Le QI non verbal des membres affectés de la famille KE est signalé comme étant significativement inférieur à celui des personnes non affectées (Vargha-Khadem et al. 1995, Watkins et al. 2002a) 🡪 déficience cognitive générale.

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La famille KE et le gène FOXP2

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Hurst et al. 1990 Dev. Med. Child Neurol.

Gopnik 1990, Nature.

Gopnik & Crago 1991 Cognition

La famille KE et le gène FOXP2

• Autosomique dominant : Aucun individu non affecté n'a eu d'enfant affecté.
• Analyses de liaison: locus chromosome 7, SPCH1 interval identified by Fisher et al. (1998) was still likely to contain around a hundred or so genes.
• Identification d’un point de rupture : un endroit sur un chromosome où l'ADN peut être supprimé, inversé ou échangé.
• Sequencing of entire coding region of CAGH44.
• Point de rupture perturbe une copie de FOXP2
• Verification de la meme mutation chez les autres members de la famille

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L'hérédité Mendelienne

Transmission de phenotypes dues à une mutation dans un seul gene

• Homozygote: PP ou pp
• Hétérozygote: Pp
• Allele dominante: P
• Allele recessive: p

​

​

​

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La famille KE et le gène FOXP2

• Autosomique dominant : Aucun individu non affecté n'a eu d'enfant affecté.
• Analyses de liaison: locus chromosome 7, SPCH1 interval identified by Fisher et al. (1998) avec 100 genes environ
• Identification d’un point de rupture : un endroit sur un chromosome où l'ADN peut être supprimé, inversé ou échangé.
• Sequencing of entire coding region of CAGH44.
• Point de rupture perturbe une copie de FOXP2
• Verification de la meme mutation chez les autres members de la famille

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Family Linkage Analysis

L'analyse de liaison : méthode génétique qui tente de localiser le gène responsable de la maladie en identifiant des marqueurs génétiques dont la localisation chromosomique est connue et qui sont co-inhérents avec la caractéristique recherchée.

​

1. La liaison génétique: les séquences d'ADN proches les unes des autres sur un chromosome ont tendance à être héritées ensemble pendant la phase de méiose de la reproduction.

​

• Recombinaison : Plus deux gènes sont proches sur un chromosome, plus le risque de recombinaison entre eux est faible et plus ils ont de chances d'être hérités ensemble.
• Les marqueurs situés sur des chromosomes différents sont parfaitement non liés.

​

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La famille KE et le gène FOXP2

• Autosomique dominant : Aucun individu non affecté n'a eu d'enfant affecté.
• Analyses de liaison: locus chromosome 7, SPCH1 interval identified by Fisher et al. (1998) avec 100 genes environ
• Identification d’un point de rupture : un endroit sur un chromosome où l'ADN peut être supprimé, inversé ou échangé.
• Sequencing of entire coding region of CAGH44.
• Point de rupture perturbe une copie de FOXP2
• Verification de la meme mutation chez les autres members de la famille

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La famille KE et le gène FOXP2

• Autosomique dominant : Aucun individu non affecté n'a eu d'enfant affecté.
• Analyses de liaison: locus chromosome 7, SPCH1 interval identified by Fisher et al. (1998) avec 100 genes environ
• Identification d’un point de rupture : un endroit sur un chromosome où l'ADN peut être supprimé, inversé ou échangé.
• Sequencage de la région avec le point de rupture (coding region of CAGH44)
• Point de rupture perturbe une copie de FOXP2
• Verification de la meme mutation chez les autres members de la famille

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La famille KE et le gène FOXP2

• Autosomique dominant : Aucun individu non affecté n'a eu d'enfant affecté.
• Analyses de liaison: locus chromosome 7, SPCH1 interval identified by Fisher et al. (1998) avec 100 genes environ
• Identification d’un point de rupture : un endroit sur un chromosome où l'ADN peut être supprimé, inversé ou échangé.
• Sequencage de la région avec le point de rupture (coding region of CAGH44)
• Point de rupture perturbe une copie de FOXP2
• Verification de la meme mutation chez les autres members de la famille

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La famille KE et le gène FOXP2

• Autosomique dominant : Aucun individu non affecté n'a eu d'enfant affecté.
• Analyses de liaison: locus chromosome 7, SPCH1 interval identified by Fisher et al. (1998) avec 100 genes environ
• Identification d’un point de rupture : un endroit sur un chromosome où l'ADN peut être supprimé, inversé ou échangé.
• Sequencage de la région avec le point de rupture (coding region of CAGH44)
• Point de rupture perturbe une copie de FOXP2
• Verification de la meme mutation chez les autres members de la famille

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FOXP2 - Lai et al. 2001 Nature

• Gène FOXP2 code la protéine Forkhead box P2 (FOXP2) chez l’homme
• Fait partie de la famille de facteurs de transcription de la boîte à fourche: protéines qui régulent l'expression des gènes en se liant à l'ADN.
• Exprimés dans le cerveau, le cœur, les poumons et le système digestif.

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Quelques maladies humaines à transmission mendélienne

Transmission autosomique récessive

Transmission autosomique dominante

Transmission liée au sexe récessive

Transmission liée au sexe dominante

ex: Phénylcétonurie, Mucoviscidose, Albinisme

ex: Achondroplasie, maladie de Huntington, Polydactylie

ex: Hémophilie, Daltonisme, myopathie de Duchenne

ex: Hyperphosphatémie

La famille KE et le gène FOXP2

• Le gène FOXP2, un gene candidat mais pas le seul !
• Environ 75 % de ces cas sont de novo

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3.2. L'approche des gènes candidats

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3.2. L'approche des gènes candidats

• Une technique qui teste directement l’effet de variants génétique sur un phenotype precis dans une étude d'association

​

• Ces études, qui peuvent inclure des membres d'une famille affectée ou des cas et des témoins non apparentés, peuvent être réalisées relativement rapidement et à moindre coût et peuvent permettre d'identifier des gènes ayant de faibles effets.

​

• Limitée par l'étendue des connaissances sur la biologie de la maladie étudiée.

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3.2. Un exemple: 5-HTTLPR 

• Une région polymorphe à répétition dégénérée dans SLC6A4, le gène qui code pour le transporteur de sérotonine de la fente synaptique vers le neurone présynaptique (reuptake molecule).

​

• 1990: l'hypothèse que le polymorphisme pourrait être lié aux troubles affectifs 

​

🡪 La pléiotropie fait référence à un gène unique ayant des expressions phénotypiques multiples

​

• Polymerase chain reaction (PCR): De courtes séquences appelées amorces sont utilisées pour amplifier de manière sélective une séquence d'ADN spécifique.

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3.2. Un exemple: 5-HTTLPR 

• Un des articles les plus cités (> 8 000 citations en juillet 2018) et les plus influents en génétique psychiatrique, Caspi et al. (2003)

​

• L'impact du polymorphisme répété 5-HTTLPR dans SLC6A4 sur la dépression était modéré par l'exposition à des événements de vie stressants

​

🡪 l'association positive entre les événements de vie stressants et la dépression était plus forte chez les individus porteurs de l'allèle "court” (short).

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3.2. Un exemple: 5-HTTLPR 

• 18 genes candidats associé à la depression

​

• Hérédité polygénique fait référence à un trait contrôlé par plusieurs gènes.

​

• N = 62,138 to 443,264

​

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Border et al., 2019; Am J Psychiatry

3.2. Un exemple: 5-HTTLPR 

Only for COMT rs4680 on current depression severity

• incident rate of current depression severity scores decreased by a factor of 0.983 per copy of the G allele (odds ratio 95% CI=0.967–0.999; p=0.002)

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Border et al., 2019; Am J Psychiatry

3.2. L'approche des gènes candidats

• Chaque gène à un effet minuscule sur les phénotypes complexes
• Pas suffisamment de personnes pour observer un effet, pas assez de puissance statistique
• Biais de publication – meta-analyses

​

​

​

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3.3.  Les études d'association pangénomique�Genome Wide Association Studies (GWAS)

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3.3. Genome Wide Association Studies (GWAS)

• Étude d'observation d'un ensemble de variantes génétiques à l'échelle du génome chez différents individus pour voir si une variante est associée à un trait (par exemple, la taille, les maladies).

​

• Les études GWA identifient les SNP et d'autres variantes de l'ADN associés à une maladie, mais ne peuvent à elles seules préciser quels gènes sont en cause.

​

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3.3. Comment fonctionne un GWAS ?

1. Tous les individus de chaque groupe sont génotypés pour la majorité des SNP communs connus. (1+ Ma)

​

• Pour chacun de ces SNP, voyez si la fréquence des allèles est significativement modifiée entre le groupe des cas et le groupe témoin.

​

• Obtenir les odds ratios et les P-values pour tous les SNP.
• L'odds ratio est le rapport entre les probabilités de cas pour les individus ayant un allèle spécifique et les probabilités de cas pour les individus qui n'ont pas ce même allèle.

​

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3.3. Comment fonctionne un GWAS ?

4. Créer un graphique de Manhattan : logarithme négatif de la valeur P en fonction de l'emplacement génomique.

​

Les SNP présentant l'association la plus significative apparaissent sur le graphique, généralement sous forme de piles de points en raison de la structure haplobloc.

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Lee et al., 2018

Manhattan Plot for GWAS of EduYears (N = 1,131,881). P values and the mean χ² shown in figure are based on inflation-adjusted test statistics. The x-axis is chromosomal position, and the y-axis is the significance on a −log₁₀ scale. The dashed line marks the threshold for genome-wide significance (P = 5×10⁻⁸).

​

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SNPs

Lead SNPs

SNPs to

Genes and Tissues

Les études d'association pangénomiques identifient généralement des variantes communes avec des effets de faible ampleur (en bas à droite).

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3. 4.  L’heritabilité et les études d'association pangénomique�

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3.4. Estimation complémentaire de l’héritabilité basée sur le génome

• GCTA: genome-wide complex trait association
• Estimation de la part de variance phénotypique expliqué par la somme de variants génétiques spécifiques (les SNPs!)
• Cela se fait en quantifiant directement la similarité génétique d'individus non apparentés et en la comparant à leur similarité mesurée sur un trait

Si deux individus non apparentés sont relativement similaires génétiquement et ont également des mesures de traits similaires, alors la génétique mesurée est susceptible d'avoir une influence causale sur ce trait, et la corrélation peut, dans une certaine mesure, indiquer dans quelle mesure

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46

Trzaskowski, M., Dale, P. S., & Plomin, R. (2013). J Am Acad Child Adolesc Psychiatry, 52(10), 1048-1056.e1043.

3.4. Quelques Exemples

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Une corrélation génétique (cercles)

C’est la proportion de la variance que deux traits partagent en raison de causes génétiques

​

3.5. Limites des approches basées sur les SNPs

• Les SNPs ne sont qu’un type de variation génétique. D’autres types pertinents sont actuellement ignorés (mutations rares, délétion/duplication de segments…).
• Seule une fraction des SNPs du génome est génotypée par les puces à ADN. (1/3000 M)
• Seule les effets additifs des SNPs sont capturés par les GPS et dans les analyses GCTA.

🡪 L’héritabilité basée sur les SNPs est nécessairement une sous-estimation de l’héritabilité totale.

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3. Conclusions – Lier les gènes aux phénotypes

• On identifier les gènes associés à des phénotypes avec des analyses
• De liaisons familiales (FOXP2)
• Gènes candidats (HTTPR)
• GWAS (Educationnal Attainement, aka years of education)

​

• Les études de jumeaux fournissent une borne supérieure, et les études GCTA une borne inférieure à l’héritabilité.

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4. Les Scores Polygéniques

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4.1. Création de scores polygéniques �(GPS, PGS, PRS)

• PGS: genome-wide polygenic score
• Analyse génome-entier des SNPs associés à un phénotype
• Somme pondérée: Reflète les effets cumulés d’un grand nombre de polymorphismes.
• Réplication sur population indépendante

​

​

51

4.1. Un exemple: le PGS de EA �(Educational Attainement = yrs education)

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1,271 lead SNPs

les 1 703 gènes nouvellement classés par ordre de priorité présentent une trajectoire d'expression plate au cours du développement (courbe bleue).

4.1. Un exemple: le PGS de EA �(Educational Attainement = yrs education)

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• Explique 11-13% de la variance en EA

​

• Controlling for all the demographic variables jointly, the score’s incremental R2 is 4.6%

4.2. Les limites des PGS

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Harden, K. P., & Koellinger, P. D. (2020). Using genetics for social science. Nature Human Behaviour, 4(6), 567‑576.

Bon pouvoir prédictif au niveau de la population, mais PAS au niveau individuel !

4. Conclusions - Les facteurs génétiques et environnementaux

• Les scores polygéniques mesurent une prédisposition génétique avec un certain nombre de variants génétiques (SNPs)
• Les scores polygénique sont utiles au niveau d’une population

​

• Il n’explique qu’une partie de l’héritabilité
• Il faut d’avantage de type de variants génétiques et de personnes pour identifier des petits effets

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5. Les facteurs génétiques et environnementaux

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5.1. Une partie de la variance génétique pourrait en fait être une variance environnementale - GWAS et PGS

Corrections pour les corrélations gène-environnement:

• Groupes ethniques
• Stratification de la population

​

Analyses intrafamiliales de fratries (N = 22 135 paires)

• Résultats concordants
• Taille de l'effet diminuée de 40%.
• Mais le GPS EA explique encore 7% de la réussite scolaire au sein des familles !

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5.2. Quand des facteurs génétiques se cachent derrière les facteurs environnementaux - Genetic Nurture

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Kong et al., 2018, The Nature of Nurture, Science

Hart et al., 2021, NPJ

5.2. Quand des facteurs génétiques se cachent derrière les facteurs environnementaux - Genetic Nurture

• Les facteurs sociaux ont un effet sur les résultats scolaires.

​

• Mais il ne faut pas croire qu'ils sont à 100 % des facteurs environnementaux.
• Ils sont en partie confondus avec les facteurs génétiques.

​

• Si l'on veut prouver la causalité sociale/environnementale, il faut aussi contrôler la transmission génétique !
• Génotypage
• Ajustement sur GCTA/PGS

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5.3. L’héritabilité varie selon l’environnement�Genetic influence on social outcomes during and after the Soviet era in Estonia Rimfeld et al., 2018

​

• Environ la moitié des différences individuelles en terme de SES s'expliquent par des différences génétiques (50% héritabilité)

​

• Des estimations d'héritabilité est plus élevées dans les pays où le programme éducatif est fortement accessible et standardisé parce que la standardisation réduit les différences environnementales entre les écoles.

​

• L'ère post-soviétique est généralement considérée comme plus méritocratique, en ce sens que l'accès à l'éducation et à l'emploi est plus facile.

​

• Hypothèse: L'héritabilité augmente dans un environnement plus libre (méritocratique).

​

​

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5.3. L’héritabilité varie selon l’environnement�Genetic influence on social outcomes during and after the Soviet era in Estonia Rimfeld et al., 2018

• PGS EA 12 500 adultes participant au Centre génomique estonien, Université de Tartu (EGCUT).
• Le groupe post-soviétique (PS) comprenait les participants âgés de 15 ans ou moins au moment de l’indépendance de l’Estonie de l’URSS.
• Le groupe soviétique (S) comprenait le reste des participants.

​

• Conclusion: L’héritabilité dépend de l’environnement (ici, le passage d'une société communiste à une société capitaliste).

​

​

​

61

5.4. Etude de PGS: Genetic associations with mathematics tracking and persistence in secondary school, Harden et al., 2020

​

Comment le parcours de mathématique diffère-t-il d'une école à l'autre lorsqu’on prend en compte le PGS EA des élèves?

​

Données génétiques et relevés de notes officiels de 3000 élèves d'ascendance européenne dans des écoles secondaires américaines.

​

62

5.4. Etude de PGS: Genetic associations with mathematics tracking and persistence in secondary school, Harden et al., 2020

Les élèves avec un EA PGS plus élevé ont été orientés vers des mathématiques plus avancées dès le début de l'école secondaire et ont persévéré en mathématiques pendant plus d'années.

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5.4. Etude de PGS: Genetic associations with mathematics tracking and persistence in secondary school, Harden et al., 2020

Les élèves des EA PGS plus élevés sont plus susceptibles d'être orientés vers les mathématiques avancées dans les écoles favorisées que défavorisées.

​

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5.4. Etude de PGS: Genetic associations with mathematics tracking and persistence in secondary school, Harden et al., 2020

Les élèves des EA PGS plus élevés sont plus susceptibles d'être orientés vers les mathématiques avancées dans les écoles favorisées que défavorisées.

​

Par rapport aux écoles défavorisées, les écoles favorisées ont empêché les élèves à EA PGS faibles d'abandonner les mathématiques.

🡪 Interaction G x E

​

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5.5. Etude de PGS: Predicting educational achievement from genomic measures and socioeconomic status, von Stumm et al., 2020

• 5,000 enfants du UK de 7, 11, 14 & 16 ans
• Scores maths et anglais
• PGS + SES expliquent 27% de la variance de la réussite scolaire de l'âge de 7 à 16 ans
• La validité prédictive du GPS et du SES augmente au cours de la scolarité obligatoire.

​

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5.5. Etude de PGS: Predicting educational achievement from genomic measures and socioeconomic status, von Stumm et al., 2020

• 5,000 enfants du UK de 7, 11, 14 & 16 ans
• Scores maths et anglais
• PGS + SES expliquent 27% de la variance de la réussite scolaire de l'âge de 7 à 16 ans
• La validité prédictive du GPS et du SES augmente au cours de la scolarité obligatoire.
• Le GPS élevé compense partiellement les désavantages des enfants issus de familles de faible SES, en augmentant leurs chances d'aller à l'université de 21% à 47%.

​

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5. Conclusions - Les facteurs génétiques et environnementaux

• L’influence des gènes peut être confondu avec une influence environnementale
• Mais les gènes non-transmis ont aussi une influence sur notre environnement
• L’héritabilité dépend de l’environnement
• Les phénotypes dépendent à la fois des gènes et de l’environnement
• Un bon environnement (SES) peut aider les gens avec une prédisposition génétique défavorisé
• Une bonne prédisposition génétique peut aider les gens dans un environnement défavorisé

​

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Conclusions

• Les études génomiques (GCTA et PGS) fournissent des estimations d’héritabilité qui complètent celles basées sur les études de jumeaux et d’adoption.
• Certains gènes associés aux fonctions cérébrales et cognitives ont été identifiés:
• Surtout mutations rares engendrant déficits sévères (e.g., FOXP2).
• Les variants fréquents (SNPs) ont des effets très petits et difficiles à détecter.
• Les études de jumeaux et les études génomiques montrent des corrélations génétiques (pléiotropie).
• Les études de jumeaux et les études génomiques montrent des interactions gènes-environnement.
• Les études de jumeaux et les études génomiques montrent des corrélations gènes-environnement.
• Les études génomiques permettent de contrôler la similarité génétique confondue avec la similarité environnementale.

​

La compréhension de l’être humain passe par une prise en compte à la fois des effets génétiques et environnementaux.

​

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Merci! Questions?

Camille Williams

PhD Candidat, Sorbonne Université

LSCP, DEC, ENS

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Additional Slides – not covered

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L’épigénétique

• L'épigénétique implique le plus souvent des changements qui affectent l'activité et l'expression des gènes.

​

• Toutes tes cellules ont les mêmes gènes mais ont un aspect et un comportement différents.

​

• Au cours de ta croissance et de ton développement, l'épigénétique aide à déterminer la fonction qu'aura une cellule, par exemple, si elle deviendra une cellule cardiaque, une cellule nerveuse ou une cellule de peau.

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73

L’épigénétique

​

1. La plupart des marqueurs épigénétiques sont effacées du matériel génétique de l'ovule et du sperme humains.

​

• L'épigénome : comment les gènes s'ajustent pour mieux répondre à l'environnement, plutôt que comment l'environnement commande les gènes.

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1. L’heritabilité

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L’heritabilité

• L'héritabilité d'un phenotype (par exemple, la taille, le QI) correspond à la proportion de la variation phénotypique dans une population attribuable à des différences génétiques individuelles.
• L'héritabilité fait référence à la variation au sein d'un groupe. Elle ne fait pas référence à l'impact de la nature sur un individu.
• L'héritabilité d'un trait peut varier en fonction des populations et des environnements étudiés.
• Caractères héréditaires sont des caractères transmis d'une génération à l'autre

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L’heritabilité - Exemple

Heritabilité : la part de variabilité dans un phenotype d’une population expliquée par les genes

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L’heritabilité - Exemple

Heritabilité : la part de variabilité dans un phenotype d’une population expliquée par les genes

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L’heritabilité - Exemple

Heritabilité : la part de variabilité dans un phenotype d’une population expliquée par les genes

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Effet de la maltraitance sur le développement de la personnalité antisociale, et sa modulation génétique

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L’évolution de l’espèce humaine est-elle achevée?�L’évolution culturelle a-t-elle supplanté l’évolution génétique?

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Hawks et al. (2007) PNAS; Nielsen et al. (2007) Nat Rev Genet

L’évolution de l’espèce humaine est-elle achevée?�L’évolution culturelle a-t-elle supplanté l’évolution génétique?

• La diversité génétique humaine est à son maximum. (taille de la population)
• De nombreux gènes ont subi une pression de sélection dans notre histoire récente (10000 ans).
• L’évolution génétique humaine s’est considérablement accélérée depuis 10000 ans.

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Hawks et al. (2007) PNAS; Nielsen et al. (2007) Nat Rev Genet

Co-évolution du génome et de la culture

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Co-évolution du génome et de la culture

• 2 moteurs de l’évolution:
• Diversité génétique
• Pression de l’environnement
• Notre environnement n’a cessé de se modifier depuis 200 000 ans:
• Changements climatiques
• Migrations
• Innovations culturelles et technologiques.
• L’homme est le principal acteur du changement de son environnement.

85

Gènes humains ayant subi une sélection rapide récente

86

Laland et al. (2010) Nature Reviews Genetics

Quelques chiffres sur le génome humain

• 3 000 000 000 de paires de bases.
• Entre 2 êtres humains, en moyenne 1/1000 est différente.
• 25000 gènes mais au moins 50% exprimés dans le cerveau.
• 25000 gènes mais 94% produisent plus d’une protéine par épissage alternatif. (10% chez C. elegans) (Wang et al 2008 Nature)

87

Cohen’s D

88

N = 10 H

N = 10 F

D = 1.72

(D, taille en deviation standard de la difference entre les groups)

Alpha = 0.05, p <0.05

(Alpha, probability of observing the data if there is no difference)

Puissance = 0.80

​