Je veux vous parler
de ce que nous pouvons apprendre de l’étude des génomes
des vivants
et des humains disparus.
Mais avant ça,
je veux brièvement vous rappeler ce que vous savez déjà :
que nos génomes, notre matériel génétique,
sont stockés dans presque toutes les cellules de notre corps, dans les chromosomes
sous forme d’ADN,
qui est la célèbre molécule à double hélice.
Et l’information génétique
est contenu sous forme de séquence
de quatre bases
abrégées en les lettres A, T, C et D.
Et les informations y figurent deux fois --
une dans chaque chaine --
ce qui est important,
puisque quand les nouvelles cellules se forment, ces chaines se séparent,
de nouvelles chaines se produisent par synthèse sur la base des précédentes
avec un processus presque parfait.
Bien sûr, rien dans la nature
n’est complètement parfait,
donc quelques fois une erreur se produit
et une mauvaise lettre est incorporée.
Et on peut voir le résultat
de telles mutations
en comparant les séquences d’ADN
parmi nous ici dans cette pièce, par exemple.
Si nous comparons mon génome avec le vôtre,
nous différons
à peu près toutes les 1200, 1300 lettres
Et ces mutations s’accumulent
à peu près en fonction du temps.
Si nous ajoutons donc un chimpanzé ici, nous verrons plus de différences.
A peu près une lettre sur cent
diffère d’un chimpanzé.
Et si l’histoire d’un morceau d’ADN vous intéresse
ou celle du génome complet,
nous pouvons reconstruire l’histoire de l’ADN
avec ces différences que vous observez.
Généralement, nous représentons nos conceptions de cette histoire
sous forme d’arbre, comme ceci.
Dans ce cas, c’est très simple.
Les deux séquences humaines d’ADN
remontent à un ancêtre commun assez récent.
Encore plus loin il y en a un partagé avec les chimpanzés.
Et puisque ces mutations
se produisent à peu près en fonction du temps,
vous pouvez transformer ces différences
pour estimer la période,
où deux humains, typiquement,
vont partager un ancêtre commun il y a à peu près un demi million d’années,
et avec les chimpanzés,
ce sera à peu près il y a cinq millions d’années.
Donc, ce qui s’est passé ces dernières années
c’est qu’il y a des technologies
qui permettent de voir de très nombreux morceaux d’ADN très rapidement.
Donc en quelques heures
nous pouvons définir un génome humain complet.
Chacun de nous, bien sûr, a deux génomes humains --
un de notre mère et un de notre père.
Et il est composé d’à peu près trois milliards de lettres.
Et nous découvrirons que mes deux génomes,
ou un de mes génomes que nous voulons utiliser,
aura à peu près trois millions de différences,
c’est de cet ordre la.
Ensuite ce que vous pouvez commencer à faire
c’est expliquer comment ces différences génétiques
se répartissent dans le monde.
En faisant ça,
vous découvrez un certain nombre de variations génétiques en Afrique.
Si vous observez en dehors de l’Afrique,
en fait on trouve moins de variations génétiques.
C’est surprenant, bien sûr,
parce qu’il y a six à sept fois moins de personnes
en Afrique par rapport au reste du monde.
Malgré ça, il y a plus de variations génétiques en Afrique
par rapport au reste du monde.
De plus, presque toutes ces variants génétiques
que nous voyons hors d'Afrique
ont des séquences d’ADN très proches
qu’on en trouve en Afrique.
Mais si vous observez l’Afrique,
il y a un élément de la variation génétique
qui n’a pas de proches parents ailleurs.
Donc le modèle pour expliquer ceci
est qu’une partie de la variation africaine, mais pas toute,
est partie et a colonisé le reste du monde.
Et avec ces méthodes pour dater les différences génétiques,
ceci a conduit à l'idée
que les humains modernes --
les humains qu'on ne peut pas distinguer essentiellement de vous et moi --
ont évolué en Afrique assez récemment
il y a 100 à 200 000 ans.
Et plus tard, il y a 100 à 50 000 ans,
ils ont quitté l’Afrique
pour coloniser le reste du monde.
J’aime souvent dire
que du point de vue génomique,
nous sommes tous africains.
Aujourd’hui soit nous vivons en Afrique,
soit nous venons d’un exil récen .
Une autre conséquence
de cette origine récente des humains modernes
c’est que les variants génétiques
sont en général distribués largement dans le monde,
en plusieurs endroits,
et ils ont tendance à varier en gradients,
au moins en vue d’ensemble.
Et puisqu’il y a beaucoup de variants génétiques,
avec des gradients différents,
cela signifie que si nous déterminons une séquence d’ADN --
un génome d’un individu --
nous pouvons évaluer assez précissément
d’où vient cette personne,
à condition que ses parents et grand parents
ne se soient pas trop déplacés.
Mais cela signifie-t-il alors,
comme beaucoup ont tendance à penser,
qu’il y a des différences génétiques énormes entre les groupes de personnes --
sur les différents continents, par exemple ?
Nous pouvons tous commencer à poser ces questions.
Il y a, par exemple, un projet qui travaille sur
le séquençage d'un millier d’individus -
leurs génomes – de plusieurs parties du monde.
Ils ont séquencé 185 africains
de deux populations en Afrique.
Ils ont séquencé à peu près autant de personnes
en Europe et en Chine.
Et nous pouvons commencer à dire combien de variations nous trouvons,
combien de lettres varient
dans au moins une de ces séquences individuelles.
Et il y en a beaucoup: 38 millions de positions variables.
Mais on peut se demander : y a-t-il de véritables différences
entre les africains et les non-africains?
Peut-être la plus grande différence
qua la plupart d'entre nous pensions réelle.
Et avec une différence absolue --
je veux dire une différence
où les personnes qui sont en Afrique à une certain position,
où tous les individus – 100% – ont une lettre,
et tous ceux qui sont hors d’Afrique ont une autre lettre.
Et la réponse à ceci parmi ces millions de différences
est qu’il n’y a pas aucune position unique de ce genre.
Ça peut être surprenant.
Peut-être qu’un simple individu est mal classé.
Nous pouvons donc assouplir un peu le critère
et dire : combien de positions trouvons-nous
où 95 pour cent des gens en Afrique ont
un variant,
95 pour cent un autre variant,
et ce chiffre est 12.
C’est donc très surprenant.
Ça veut dire qu’en regardant les gens,
une personne qui vient d’Afrique
et une personne qui vient d’Europe ou d’Asie,
on ne peut pas, pour une seule position dans le génome,
prévoir avec 100% de précision leur carte génétique.
Et uniquement pour 12 positions
nous pouvons espérer être sûr à 95%.
Ça peut paraitre surprenant,
parce que nous pouvons, bien sûr, regarder ces personnes
et comprendre assez facilement d’où ils viennent ou d’où viennent leurs ancêtres.
Cela signifie
que ces traits que nous regardons
et que nous voyons si facilement --
les traits du visage, la couleur de la peau, la chevelure --
ne sont pas déterminés par des gènes simples avec des effets importants,
mais sont déterminés par de nombreux variants génétiques
qui semblent varier en fréquence
d’une partie à l’autre du monde.
Il y a autre chose dans ces traits
que nous observons très facilement chez les unes et les autres
dont je suis persuadé qu'elle mérite d'être prise en considération,
et c’est que, au sens littéral,
ils sont réellement à la surface de nos corps.
C’est ce que nous venons de dire --
les traits du visage, la chevelure, la couleur de la peau.
Il y a également un certain nombres de traits
qui varient entre les continents
comme ce qui concerne la manière dont nous métabolisons la nourriture,
ou ce qui concerne
la manière dont nos systèmes immunitaires traitent les microbes
qui essayent d’envahir notre corps.
Mais ce sont toutes des parties de notre corps
avec lesquelles nous interagissons directement avec notre environnement,
en confrontation direct, si vous voulez.
il est facile d’imaginer
comment ces parties du corps en particulier
ont été rapidement influencées par la sélection de notre environnement
et ont modifié les fréquences des gènes
qui sont concernés.
Mais en regardant d’autres parties de nos corps
qui n’interagissent pas directement avec l’environnement --
les reins, le foie, le cœur --
il n’y pas moyen de dire,
uniquement en regardant ces organes,
de quelle partie du monde ils viennent.
Il y a donc une autre chose intéressante
qui découle de cette découverte
que les humains ont une origine récente commune en Afrique,
et que quand ces humains sont apparus
il y a environ 100 000 ans,
ils n’étaient pas seuls sur la planète.
Il y avaient déjà d’autres formes d’êtres humains,
la plus célèbre était probablement les Neandertal --
cette forme d’êtres humains robustes,
là à gauche par rapport
à un squelette humain moderne, sur la droite --
ils vivaient en Asie occidentale et en Europe
depuis plusieurs centaines de milliers d’années.
Une question intéressante est donc,
qu’est-il arrivé quand nous nous sommes rencontrés ?
Qu’est-il arrivé aux Neandertal ?
Et pour commencer à répondre à ces questions,
mon groupe de recherche – depuis 25 ans maintenant --
travaille sur des méthodes d’extraction de l’ADN
des restes des Neandertal
et des animaux disparus
qui datent de dizaines de milliers d’années.
Cela implique donc une série de questions techniques
sur comment extraire l’ADN,
comment le convertir en une forme que l’on peut séquencer.
Il faut travailler très soigneusement
pour éviter la contamination des expériences
avec notre propre ADN.
Et ceci ensuite, conjointement avec ces méthodes
qui permettent à de très nombreuses molécules d’ADN d’être séquencées très rapidement,
nous a permis, l'année dernière
de présenter la première version du génome de Neandertal,
pour que chacun de vous
puisse maintenant voir sur Internet, sur le génome de Neandertal,
ou au moins les 55 % de ce génome
que nous avons pu reconstruire jusqu'à maintenant.
Et vous pouvez commencer à le comparer aux génomes
des gens qui vivent aujourd’hui.
Et une question
que vous pourriez poser
c’est : que c’est-il passé quand nous nous sommes rencontrés ?
Nous nous sommes mélangés ou pas ?
Et pour bien poser cette question
il faut regarder les Neandertal qui viennent du Sud de l’Europe
et les comparer aux génomes
des gens qui vivent aujourd’hui.
Nous faisons ensuite
de même avec des couples d’individus,
en commençant par deux Africains,
en observant les génomes de deux africains,
en trouvant des endroits où ils différent,
et à chaque fois en nous demandant : A quoi ressemble un Neandertal ?
Est-ce qu’il correspond à un africain ou à l’autre ?
On s’attendrait à ce qu’il n’y ait pas de différence,
parce que les Neandertal n’ont jamais été en Afrique.
Ils devraient être identiques, pas de raisons qu’il ressemble plus
à un africain qu’à un autre.
Et c’est effectivement le cas.
Statistiquement, il n’y a pas de différence
dans la fréquence selon laquelle le Neandertal ressemble à un africain plutôt qu’à un autre.
Mais ce n’est pas pareil
si nous regardons maintenant un européen et un africain.
Dans ce cas, le Neandertal ressemble à l’Européen
beaucoup plus souvent
qu'à l’Africain.
Il en va de même si nous comparons un chinois
à un africain,
le Neandertal ressemblera plus souvent au Chinois.
Ça peut être également surprenant
parce que les Neandertal n’ont jamais été en Chine.
Le modèle que nous avons donc proposé pour expliquer ceci
c’est que quand les humains modernes sont partis d’Afrique
il ya a une peu moins de 100 000 ans,
ils ont rencontré les Neandertal
Vraisemblablement, ça s’est passé d’abord au Moyen Orient
ou les Neandertal vivaient.
S’ils se sont mélangés là-bas,
ensuite ces humains modernes
qui sont devenus les ancêtres
de tout le monde en dehors de l’Afrique
ont emporté avec eux cet élément des Neandertal dans leur génome
vers le reste du monde.
Tant et si bien qu'aujourd'hui, les gens qui vivent en dehors de l’Afrique
ont à peu prés 2,5% de leurs ADN
qui vient des Neandertal.
En ayant donc maintenant un génome de Neandertal
sous la main comme point de repère
et en ayant les technologies
pour analyser les restes anciens
et extraire l’ADN,
nous pouvons commencer à les appliquer au reste du monde.
Et le premier lieu où nous l’avons fait c’est le Sud de la Sibérie
dans le massif de l’Altaï
dans un endroit qui s’appelle Denisova,
une grotte dans cette montagne ici,
où les archéologues en 2008
ont trouvé un petit morceau d’os --
voici une copie --
ils se sont aperçus qu’il venait de la dernière phalange
d’un auriculaire humain.
Et il était assez bien conservé
pour qu’on puisse déterminer l’ADN de cet individu,
en fait, beaucoup mieux
que pour les Neandertal,
et commencer à le mettre en rapport avec le génome de Neandertal
et avec les gens d’aujourd’hui.
Et nous avons découvert que cet individu
partageait dans ses séquences ADN une origine commune
avec les Neandertal d’il y a à peu près 640 000 ans.
Et encore plus loin, il y a 800 000 ans
il y a une commune origine
avec les humains d’aujourd’hui.
Cet individu vient donc d’une population
qui partage une origine avec les Neandertal
mais très lointaine et a ensuite une longue histoire indépendante.
Nous appelons ce groupe d’humains,
que nous avons ensuite décrit pour la première fois
à partir e ce minuscule bout d’os,
les Hominidés de Denisova
d’après l’endroit où ils ont été décrits pour la première fois.
Nous pouvons alors nous demander à propos des hommes de Denisova
la même chose que pour les Neandertal:
Se sont-ils mélangés avec les ancêtres des gens d’aujourd’hui?
En posant cette question,
et en comparant le génome des Denisova
avec celui de personnes partout dans le monde,
c'est surprenant mais nous ne trouvons
aucune trace d’ADN des Denisova
chez aucune personne vivante, même près de la Sibérie aujourd’hui.
Mais nous le trouvons bien en Papouasie-Nouvelle-Guinée
et sur d’autres îles en Mélanésie et dans le Pacifique.
Cela signifie sans doute
que ces Denisova étaient bien plus répandus dans le passé
puisque nous ne croyons pas que les ancêtres des Mélanésiens
n’ai jamais été en Sibérie.
Grâce à l'étude
de ces génomes d’hommes disparus,
nous commençons à voir une image de ce à quoi ressemblait le monde
quand les humains modernes ont commencé à quitter l’Afrique.
En Occident, il y avait les Neandertal ;
en Orient, il y avait les Denisova --
peut-être même d’autres formes d’humains
que nous n’avons pas encore décrit.
Nous ne savons pas exactement où se situaient les frontières entre ces gens,
mais nous savons que dans le Sud de la Sibérie,
il y avait les deux : les Neandertal et les Denisova
du moins à un certain moment dans le passé.
Les humains modernes sont apparus quelque part en Afrique,
ils sont sortis d'Afrique, sans doute au Moyen Orient.
Ils rencontrent les Neandertal, se mélangent,
continuent à se disperser dans le monde,
et quelque part dans le sud-est asiatique,
ils rencontrent les Denisova et se mélangent à eux
et continuent dans le Pacifique.
Et ensuite ces premières formes d’humains disparaissent,
mais ils continuent à vivre un peu aujourd’hui
dans certains d’entre nous --
dans ces personnes hors d’Afrique qui ont 2,5% de leur ADN hérité
des Neandertal,
et les gens en Mélanésie
en fait ont environ 5% en plus,
des Denisova.
Cela signifie-t-il donc qu’il y a après tout
une véritable différence
entre les gens d’Afrique et hors d’Afrique
qui est que hors d’Afrique les gens
ont cet ancien composant dans leur génome
de ces formes d’humains disparus,
alors que les Africains ne l’ont pas ?
Je ne pense donc pas que ce soit le cas.
Sans doute, les humains modernes
sont apparus quelque part en Afrique.
Ils se sont dispersés en Afrique aussi, bien sûr,
et il y avait là-bas des formes primitives humaines plus anciennes.
Et puisque nous nous sommes mélangés autre part,
je suis presque sûr qu’un jour,
quand nous aurons peut-être également un génome
de ces formes plus anciennes d’Afrique,
nous découvrirons peut-être qu’ils se sont eux aussi mélangés
avec les humains plus modernes d’Afrique.
Donc, pour résumer,
qu’avons-nous appris en étudiant les génomes
des humains d’aujourd’hui
et des humains disparus ?
Nous apprenons peut-être plusieurs choses,
mais je pense qu'il est important de souligner
que la leçon est que nous nous sommes toujours mélangés.
Nous nous sommes mélangés avec ces premières formes d’humains,
peu importe où nous nous sommes rencontrés,
et où nous nous sommes mélangés depuis.
Merci de votre attention.
(Applaudissements)