Les génomes de plusieurs populations d'Asie de l'Est portent la signature d'une épidémie virale survenue il y a environ 900 générations, soit 25 000 ans (28 ans par génération), selon une nouvelle étude publiée dans la revue Current Biology.
Souilmi et al. appliquer des analyses évolutives à des ensembles de données génomiques humaines pour récupérer des événements de sélection impliquant des dizaines de gènes humains qui interagissent avec des coronavirus, y compris le SRAS-CoV-2, qui ont probablement commencé il y a plus de 20 000 ans. Crédit image : Souilmi et al. doi : 10.1016/j.cub.2021.05.067.
Tout au long de l'histoire évolutive de l'Homo sapiens, la sélection naturelle positive a fréquemment ciblé des protéines qui interagissent physiquement avec les virus, par exemple celles impliquées dans l'immunité ou utilisées par les virus pour détourner la machinerie cellulaire de l'hôte.
Au cours des millions d'années d'évolution humaine, la sélection a conduit à la fixation de variants génétiques codant pour des protéines interagissant avec les virus (VIP) à un taux trois fois supérieur à celui observé pour d'autres classes de gènes.
Une forte sélection sur les VIP s'est poursuivie dans les populations humaines au cours des 50 000 dernières années, comme en témoignent les gènes VIP enrichis pour les variantes adaptatives introgressées de Néandertal et également les signaux de balayage sélectifs (c'est-à-dire la sélection qui entraîne une variante bénéfique à des fréquences substantielles dans une population), en particulier autour des VIP qui interagissent avec les virus à ARN, une classe virale qui comprend les coronavirus.
Les preuves accumulées suggèrent que d'anciennes épidémies de virus à ARN se sont produites fréquemment au cours de l'évolution humaine. Cependant, les scientifiques ne savent actuellement pas si la sélection a apporté une contribution substantielle à l'évolution des gènes humains qui interagissent plus spécifiquement avec les coronavirus.
"Le génome humain moderne contient des informations évolutives remontant à des dizaines de milliers d'années, comme l'étude des anneaux d'un arbre nous donne un aperçu des conditions qu'il a connues au cours de sa croissance", a déclaré le professeur Kirill Alexandrov, chercheur au CSIRO-QUT de biologie synthétique. Alliance et le Center for Genomics and Personalized Health de la Queensland University of Technology.
Dans l'étude, le professeur Alexandrov et ses collègues ont utilisé les données du projet 1000 Genomes, qui est le plus grand catalogue public de la variation génétique humaine commune.
Ils ont examiné si les signaux de sélection sont enrichis au sein d'un ensemble de 420 VIP qui interagissent avec les coronavirus (tels que le SRAS-CoV-2) dans 26 populations humaines.
Ces VIP de coronavirus comprennent 332 protéines SARS-CoV-2 identifiées par spectrométrie de masse à haut débit et 88 protéines supplémentaires qui ont été sélectionnées manuellement à partir de la littérature.
Leur analyse a révélé un fort enrichissement des signaux de balayage au niveau des VIP du coronavirus dans plusieurs populations d'Asie de l'Est, ce qui est absent des autres populations.
Cela suggère qu'une ancienne épidémie de coronavirus – ou un autre virus utilisant des VIP similaires – a entraîné une réponse adaptative chez les ancêtres des Asiatiques de l'Est.
Les chercheurs ont découvert que 42 VIP de coronavirus peuvent avoir été sélectionnés il y a environ 900 générations (25 000 ans) et présentent une réponse adaptative coordonnée.
"Nous avons appliqué une analyse évolutive à l'ensemble de données génomiques humaines pour découvrir des preuves que les ancêtres des peuples d'Asie de l'Est ont connu une épidémie d'une maladie induite par un coronavirus similaire à COVID-19", a déclaré le professeur Alexandrov.
"Au cours de l'épidémie, la sélection a favorisé des variantes de gènes humains liés à la pathogenèse avec des changements adaptatifs conduisant vraisemblablement à une maladie moins grave."
"En développant une meilleure compréhension des anciens ennemis viraux, nous comprenons comment les génomes de différentes populations humaines se sont adaptés aux virus qui ont été récemment reconnus comme un moteur important de l'évolution humaine."
« Une autre retombée importante de cette recherche est la capacité d'identifier les virus qui ont provoqué une épidémie dans un passé lointain et qui pourraient le faire à l'avenir. »
"Cela nous permet, en principe, de dresser une liste de virus potentiellement dangereux, puis de développer des diagnostics, des vaccins et des médicaments pour l'éventualité de leur retour."
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Yassine Souilmi et al. Une ancienne épidémie virale impliquant des gènes interagissant avec le coronavirus hôte il y a plus de 20 000 ans en Asie de l'Est. Current Biology, publié en ligne le 24 juin 2021 ; doi : 10.1016/j.cub.2021.05.067
