Gènes humains contraints sous examen

LE DOCUMENT EN BREF

• Certains gènes sont contraints, ce qui signifie que leurs variantes nuisibles sont éliminées de la population par la sélection naturelle.

• Écrire dans NatureGardner et coll.1 ont étudié les processus sous-jacents à ce processus évolutif chez l’homme.

• Ils rapportent que le fait d’avoir une quantité globale élevée de variation génétique dans les gènes contraints est associé à l’absence d’enfant chez les hommes.

• L’association est liée à seulement 1 % du risque d’infécondité entre les individus, mais à des effets plus importants sur de nombreuses générations dans une population.

• Les résultats sont cohérents avec l’hypothèse selon laquelle le fait d’avoir un plus grand fardeau de variation génétique pourrait affecter la capacité d’un homme à trouver un partenaire sexuel.

LOIC YENGO : Une compréhension évolutive de la contrainte génétique

Les mutations de perte de fonction (LoF) inactivent complètement les gènes. Certains gènes d’une population humaine sont capables de “tolérer” les mutations LoF, tandis que d’autres, connus sous le nom de gènes contraints, ne le peuvent pas – les variants LoF dans les gènes contraints ont tendance à être perdus au fil du temps par la sélection naturelle. En conséquence, on s’attendrait à ce que moins de personnes aient des variants LoF dans un gène contraint que dans un gène tolérant à LoF. Une vaste étude de la variation génétique humaine réalisée par Lek et coll. en 2016 a identifié environ 3 000 gènes intolérants au LoF2. Les travaux de Gardner et de ses collègues pourraient nous aider à comprendre comment la sélection naturelle les a contraints.

On pense que les mutations LoF pourraient affecter la capacité de reproduction, c’est-à-dire le nombre de descendants qu’un individu produit. Par exemple, ces mutations pourraient réduire les chances qu’une personne atteigne l’âge de procréer, provoquer l’infertilité ou affecter la capacité d’une personne à trouver un partenaire. Environ un tiers des 3 000 gènes contraints identifiés dans l’étude de Lek et ses collègues ont été liés à des troubles associés à la mortalité avant que l’individu n’atteigne l’âge de procréer et à une fertilité réduite (selon la base de données Online Mendelian Inheritance in Man ; https://omim .org). Mais si et comment les autres gènes pourraient affecter la capacité de reproduction n’est pas clair.

Pour résoudre ce problème, Gardner et ses collègues ont analysé des mutations rares tronquant les protéines dans les 3 000 gènes de plus de 300 000 personnes non apparentées qui font partie de la UK Biobank – une base de données d’informations génétiques et liées à la santé pour 500 000 volontaires au Royaume-Uni. Cette cohorte est composée en grande partie d’individus âgés de 39 à 73 ans, ce qui fait en sorte que la plupart ont, en principe, eu la possibilité de se reproduire. Les auteurs ont quantifié l’association globale de toutes les mutations tronquant les protéines et des délétions de gènes avec le succès de la reproduction. Leur principale découverte est que, cumulativement, les variants LoF de ces 3 000 gènes sont associés à l’infécondité chez les hommes mais pas chez les femmes. Fait intéressant, cette association n’est pas principalement motivée par un dysfonctionnement de la reproduction. Au lieu de cela, les hommes avec un nombre plus élevé de mutations délétères dans ces gènes sont plus susceptibles que ceux qui en ont moins de présenter des traits comportementaux et cognitifs qui pourraient réduire leur probabilité de trouver un partenaire.

L’une des principales implications de ces résultats est que les pratiques culturelles telles que le choix du partenaire pourraient avoir joué un rôle de premier plan dans le cours de la sélection naturelle. L’association entre les mutations contraintes dans notre passé lointain et les comportements humains modernes pourrait être une découverte fondamentale, suggérant que les traits associés au choix du partenaire sont les mêmes aujourd’hui qu’ils l’étaient il y a des milliers de générations.

Mais pour des études comme celles de Gardner et coll. et Lek et coll., la taille de l’échantillon détermine la période évolutive sur laquelle l’étude peut nous renseigner. Par exemple, des échantillons plus importants sont nécessaires pour suivre une sélection naturelle plus récente, car des modifications génétiques plus récentes seront présentes chez moins d’individus.3. Et il y a une différence de près de six fois dans la taille de l’échantillon entre ces deux études. Cela suggère que la période évolutive au cours de laquelle les 3 000 gènes ont été contraints pourrait différer de la période au cours de laquelle la sélection naturelle a produit les associations génétiques avec la capacité de reproduction observées dans la biobanque britannique. C’est une mise en garde qui peut affaiblir les conclusions de Gardner et ses collègues. Mais il pourrait être résolu à l’avenir en utilisant une liste plus grande et mise à jour de gènes contraints4.

Dans l’ensemble, les découvertes de Gardner et de ses collègues semblent être cohérentes avec la théorie encore débattue de la sélection sexuelle de Charles Darwin.5, qui postule que la capacité de reproduction est en partie déterminée par la compétition intrasexe et les préférences de choix de partenaire entre les sexes. Il est important de noter, cependant, que les associations actuelles ne concernent qu’un nombre limité de facteurs (génétiques), qui ne suffisent pas à expliquer toutes les causes d’infécondité. Plus de preuves des mécanismes qui sous-tendent les découvertes de Gardner et de ses collègues sont nécessaires, grâce à la réplication dans d’autres populations (et espèces), dans lesquelles le choix du partenaire pourrait être influencé par des normes culturelles différentes de celles des ancêtres de la population britannique contemporaine. Cela devrait améliorer notre compréhension des contraintes mutationnelles qui façonnent notre évolution.

HEIDI COLLERAN : Le choix du compagnon au-delà de la génétique

Environ 20% des personnes au Royaume-Uni n’ont jamais d’enfants biologiques6. De nombreux facteurs sociaux, biologiques et démographiques en interaction contribuent à la dynamique de l’infécondité, qu’une personne soit ou non sans enfant par choix. Le travail de Gardner et ses collègues met en évidence un élément de cette complexité, pointant vers un lien possible entre le comportement humain et la génétique en tant que composante de l’absence d’enfant.

Les auteurs ont effectué une batterie d’analyses d’association génétique selon lesquelles les hommes (mais pas les femmes) qui ont un nombre élevé de variantes génétiques rares sont légèrement moins susceptibles d’avoir des enfants que ceux qui ont moins de ces variantes. Il existe également une gamme d’autres associations, bien que les effets soient faibles dans tous les cas. Par exemple, les hommes et les femmes ayant le plus grand nombre de variantes sont plus susceptibles d’obtenir des scores inférieurs aux tests d’intelligence que les personnes ayant un nombre inférieur. Ils sont moins susceptibles d’avoir des diplômes universitaires ou des revenus élevés, et sont plus susceptibles d’être défavorisés sur le plan socio-économique ou d’avoir des problèmes de santé mentale. La corrélation la plus forte est liée au fait d’être célibataire : les hommes présentant un nombre élevé de variantes préjudiciables étaient plus susceptibles que les femmes de vivre seuls au moment de la collecte des données.

Ces résultats expliquent moins de 1 % de la variation des résultats reproducteurs entre les individus. Mais, aggravée sur de nombreuses générations, les auteurs en déduisent que cette différence sexuelle signifie qu’environ 20% des pressions sélectives qui agissent sur ces gènes au fur et à mesure de leur évolution sont attribuables à la sélection sexuelle, c’est-à-dire au choix du partenaire féminin.

Tout d’abord, quelques mises en garde cruciales. La causalité ne peut être déduite d’aucun des résultats de Gardner et de ses collègues, étant donné la nature associative des analyses. Et même les hommes avec le plus grand nombre de variantes génétiques ont 50% de chances de se reproduire, donc ce ne sont pas des «gènes pour l’infécondité». De plus, les auteurs n’ont qu’un aperçu du statut relationnel de chaque individu au moment du recrutement à la UK Biobank, et aucune information sur le type ou la durée de leurs relations actuelles ou passées, ou sur leurs préférences en matière de partenariat et de reproduction. Pris ensemble, ces facteurs brosseraient un tableau plus complexe de la vie de chaque individu, ce qui rendrait plus difficile de tirer des conclusions solides de ces corrélations.

Certaines données démographiques corroborent les conclusions de Gardner et de ses collègues : dans 13 pays européens, les hommes à faible revenu sont plus susceptibles d’être sans enfant7. Mais des facteurs démographiques plus larges, qui n’affectent pas toujours les hommes et les femmes de manière symétrique, jouent également un rôle. Il y a généralement plus d’enfants de sexe masculin que de sexe féminin. Les hommes ont plus souvent des enfants avec plusieurs femmes que l’inverse et sont régulièrement plus âgés que leurs partenaires reproducteurs. Dans les populations en déclin, ces différences peuvent laisser une plus grande proportion d’hommes sans partenaire8.

Décrypter de nombreux facteurs interdépendants pour démêler pourquoi les hommes pourraient renoncer ou manquer d’avoir des enfants est un énorme défi. Par exemple, la pauvreté a des effets néfastes sur la réussite scolaire et la santé mentale9,dix. Des influences sociales et culturelles plus larges sur le partenariat et les préférences reproductives l’emporteront sûrement sur le 1% de variance explicable par des différences génétiques.

Dans un monde simplifié, dans lequel seule la sélection sexuelle détermine les chances d’avoir des enfants, une hypothèse possible pourrait être que les hommes désirent le sexe et la reproduction, et que les femmes choisissent des partenaires riches et (à l’époque contemporaine) bien éduqués. Le travail de Gardner et ses collègues est centré sur les résultats génétiques d’un tel scénario potentiel, mais il est risqué d’interpréter les résultats trop fortement. Il faut veiller à ne pas réduire l’infécondité à un écart par rapport à une (hétéro-)norme présumée. Agir ainsi alimente les récits problématiques selon lesquels les pauvres « sans enfant » sont seuls et non désirés, ou les riches « sans enfant » sont égoïstes.

En fait, il y a beaucoup plus de dimensions pour le choix du compagnon. Premièrement, les priorités varient d’une personne à l’autre et dans le temps. Bien que certaines femmes puissent chercher des hommes instruits et neurotypiques pour engendrer leurs (de plus en plus rares) enfants désirés, les preuves suggèrent qu’au Royaume-Uni, davantage de femmes privilégient actuellement la gentillesse et le soutien (voir go.nature.com/3hnvxlv). Deuxièmement, les individus ne choisissent pas toujours librement leurs partenaires reproducteurs. Les mariages arrangés, encore courants aujourd’hui, étaient historiquement répandus. Le propre mariage de Darwin n’a pas clairement suivi des critères de sélection sexuelle simples : sa cousine (et belle-sœur) Emma Wedgwood a accepté sa proposition en grande partie à cause d’un objectif commun de consolidation familiale.11. La variation interculturelle des pratiques humaines d’accouplement et de mariage est vaste – il serait donc prématuré de déduire des universaux humains à partir d’une seule population.

Bien que la génétique ait ici peu de pouvoir prédictif au niveau individuel, un message clé est que les façons dont nous construisons et organisons socialement notre reproduction biologique – qui sont au cœur de la vie sociale humaine – pourraient avoir d’importants héritages génétiques au niveau de la population. et sur plusieurs générations. Une meilleure compréhension de la co-évolution de la reproduction, de la culture et de la génétique est désormais cruciale1 2.

Leave a Comment