Les séquences d'ADN de Néandertal sont peut-être plus courantes chez les Africains modernes qu'on ne le pensait auparavant, et différentes populations non africaines ont des niveaux d'ascendance néandertalienne étonnamment similaires les uns aux autres, trouve une étude publiée le 30 janvier dans la revue Cellule . Les chercheurs sont arrivés à ces résultats en développant une nouvelle méthode statistique, appelé IBDmix, identifier des séquences néandertaliennes dans les génomes de l'homme moderne. Les résultats suggèrent également que les génomes africains contiennent des séquences néandertaliennes en partie dues à la rétromigration des ancêtres des Européens d'aujourd'hui.

"Notre étude est importante car elle fournit de nouvelles informations importantes sur l'histoire humaine et les modèles d'ascendance néandertalienne dans des populations mondialement diverses, ", déclare Joshua Akey, auteur principal de l'étude, de l'Université de Princeton. "Nos résultats affinent les catalogues de régions génomiques où la séquence de Néandertal était délétère et avantageuse et démontrent que des restes de génomes néandertaliens survivent dans chaque population humaine moderne étudiée à ce jour."

Des études antérieures ont suggéré que les Asiatiques de l'Est ont environ 20% plus d'ascendance néandertalienne par rapport aux Européens. Mais les nouveaux résultats suggèrent que ces estimations peuvent avoir été biaisées en raison de limitations méthodologiques. Des approches déjà développées, comme S*, utiliser un panel de référence moderne, généralement une population africaine supposée ne pas avoir d'ascendance néandertalienne. Mais si le panneau de référence contient de manière inattendue des séquences néandertaliennes, alors la méthode sous-estimera l'ascendance néandertalienne chez les humains modernes.

Pour résoudre ce problème, Akey et ses collègues ont développé IBDmix comme une nouvelle catégorie de méthodes pour détecter l'ascendance archaïque. Au lieu d'utiliser un panneau de référence moderne, l'approche calcule la probabilité que le génotype d'un individu soit identique par descendance (IBD) avec un génome de référence archaïque. Par rapport à S*, IBDmix est une approche moins biaisée car elle a une puissance statistique plus élevée pour détecter les séquences archaïques partagées et génère moins de faux positifs.

Les chercheurs ont appliqué IBDmix à 2, 504 individus modernes du 1000 Genomes Project, qui représente des populations géographiquement diverses, et a utilisé la référence Altai Neandertal pour identifier la séquence de Neandertal chez ces individus. Ils ont identifié de manière robuste des régions d'ascendance néandertalienne chez les Africains pour la première fois, identifiant en moyenne 17 mégabases (Mb) de séquence néandertalienne par individu dans les échantillons africains analysés (ce qui correspond à environ 0,3% du génome), par rapport à moins d'une mégabase signalée dans les études précédentes. Plus de 94% de la séquence néandertalienne identifiée dans les échantillons africains a été partagée avec des non-Africains.

Les chercheurs ont également observé des niveaux d'ascendance néandertalienne chez les Européens (51 Mo/individu), Asiatiques de l'Est (55 Mo/individu), et les Sud-Asiatiques (55 Mb/individu) qui étaient étonnamment similaires les uns aux autres. Étonnamment, Les Asiatiques de l'Est n'avaient que 8% d'ascendance néandertalienne de plus que les Européens, contrairement aux rapports précédents de 20 %. "Cela suggère que la plupart de l'ascendance néandertalienne que les individus ont aujourd'hui peut être attribuée à un événement d'hybridation commun impliquant la population ancestrale de tous les non-Africains, peu après la dispersion hors d'Afrique, " dit Akey.

Pour explorer les explications potentielles de l'ascendance néandertalienne étonnamment élevée chez les Africains, les chercheurs ont ensuite comparé les données réelles aux données de génotype simulé dérivées de différents modèles démographiques. Cette analyse a pris en compte diverses caractéristiques de séquence, telles que la longueur des segments archaïques partagés, la fréquence de ces segments chez les Africains, et la quantité de séquences partagées exclusivement entre les populations africaines et non africaines.

Ils ont découvert que les Africains partagent exclusivement 7,2% de la séquence néandertalienne avec les Européens, contre seulement 2 % chez les Asiatiques de l'Est. Les simulations ont montré que les faibles niveaux de migration de retour persistant au cours des 20 dernières, 000 ans peuvent reproduire les caractéristiques des données et pourraient donc être une explication possible des niveaux d'ascendance observés parmi les différentes populations modernes. Les résultats suggèrent que les méthodes précédemment développées utilisant une population de référence africaine sont biaisées en faveur d'une plus grande sous-estimation de l'ascendance néandertalienne chez les Européens que chez les Asiatiques de l'Est. "Collectif, ces résultats montrent que les estimations de l'ascendance néandertalienne chez les Asiatiques de l'Est et les Européens étaient biaisées en raison de migrations de retour non comptabilisées d'ancêtres européens vers l'Afrique, " dit Akey.

Mais le flux génétique est allé dans les deux sens. Les données suggèrent également qu'il y a eu une dispersion d'humains modernes hors d'Afrique d'environ 200, il y a 000 ans, et ce groupe s'est hybridé avec les Néandertaliens, l'introduction de l'ADN humain moderne dans les génomes des Néandertaliens. Selon les auteurs, les dispersions à la fois hors de l'Afrique et vers l'Afrique doivent être prises en compte lors de l'interprétation des modèles mondiaux de variation génomique.

"Je suis frappé par le fait que nous conceptualisons souvent l'histoire humaine en termes très simples, " dit Akey. " Par exemple, nous imaginons souvent qu'il y a eu une seule dispersion hors d'Afrique qui s'est produite 60, 000 à 80, Il y a 000 ans cela a conduit au peuplement du monde. Cependant, nos résultats montrent que cette histoire était beaucoup plus intéressante et qu'il y a eu de nombreuses vagues de dispersion hors d'Afrique, dont certains ont conduit à un mélange entre les humains modernes et les Néandertaliens que nous voyons dans les génomes de tous les individus vivants aujourd'hui."

En utilisant IBDmix, les chercheurs ont également identifié 51 haplotypes néandertaliens à haute fréquence - des ensembles de variations d'ADN qui ont tendance à être héritées ensemble - chez les humains modernes, dont plusieurs qui n'ont pas été détectés avec des méthodes développées précédemment. Pour la première fois, ils ont détecté des haplotypes néandertaliens à haute fréquence chez les Africains, et les régions contenant ces haplotypes sont enrichies en gènes impliqués dans la fonction immunitaire et la sensibilité aux rayons ultraviolets. Ces haplotypes peuvent refléter des cas de séquences néandertaliennes bénéfiques rapidement amenées à une fréquence élevée chez les humains modernes par le biais d'un processus connu sous le nom d'introgression adaptative. "Ces nouvelles découvertes donnent un aperçu de l'histoire évolutive de ces populations, les pressions sélectives auxquelles ils ont été confrontés, et la variation actuelle de la santé et de la maladie, " dit Akey.

Les auteurs notent plusieurs limites à leur approche. Parce que IBDmix nécessite un génome de référence archaïque, il n'est pas adapté à la découverte de séquences partagées entre les humains modernes et des lignées d'hominines inconnues ou non séquencées. En outre, l'approche nécessite des génomes séquencés d'au moins dix individus pour des inférences robustes. Dans les études futures, Akey et son équipe prévoient d'appliquer leur approche à d'autres populations africaines, caractériser fonctionnellement les séquences néandertaliennes qui peuvent être avantageuses, et étudier les implications de ces séquences archaïques dans la santé et la maladie humaines modernes.