Les Papous présentent des adaptations génétiques impactant leur composition sanguine

Les régions à forte pression pathogénique ou de haute altitude sont parmi les environnements les plus contraignants dans lesquels vivent les populations humaines. Malgré cela, des humains y vivent depuis des millénaires grâce à des adaptations génétiques spécifiques. C’est ce que montre une équipe internationale de recherche à travers l’étude du génome d’individus côtiers et montagnards de Papouasie-Nouvelle-Guinée. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Communications.

La Papouasie-Nouvelle-Guinée (PNG) présente des environnements très variés, qui sont des défis pour la survie des populations humaines. Les populations des régions de plaines et d’altitude de PNG sont des exemples de populations évoluant dans des environnements stressants distincts. Les montagnards vivent dans des milieux ayant une moindre disponibilité en dioxygène (milieux hypoxiques) et les côtiers sont, eux, exposés à une pression pathogénique très forte, le climat chaud et humide favorisant les maladies infectieuses en particulier celles transmises par des moustiques (paludisme, fièvre jaune).

Malgré ces fortes pressions environnementales, l’adaptation biologique de ces populations a été peu étudiée. Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Communications apporte des réponses sur l’adaptation génétique des Papous à ces différentes pressions environnementales. Ces nouvelles découvertes s’appuient sur une base de données incluant les génomes de Néo-Guinéens vivant en plaine et en altitude, collectés dans le cadre du Papuan Past Project au cours d’une collaboration entre des scientifiques du CNRS de Toulouse (France), de l’Université de Tartu (Estonie) et de l’Université de Papouasie Nouvelle-Guinée. « Nous avons exploré les signaux de sélection dans les nouveaux génomes de 74 individus originaires de la région de basse altitude de Daru (province occidentale), et 54 individus de villages situés sur les pentes du Mont Wilhelm (province de Chimbu), le plus haut sommet de Papouasie Nouvelle-Guinée, culminant à 4509 mètres au-dessus du niveau de la mer. Notre hypothèse est que les génomes de ces populations se sont adaptés différemment pour atténuer l’effet négatif de leurs environnements respectifs », explique le Dr François-Xavier Ricaut, directeur de recherche CNRS au Centre de recherche sur la biodiversité et l'environnement, qui a dirigé ce projet.

 « Les variants génétiques sous sélection identifiés dans notre étude montrent une association avec des phénotypes liés au sang » ajoute le Dr Mathilde André, autrice principale de l’étude (University of Tartu, Estonie). L’un de ces variants génétiques sous sélection chez les montagnards pourrait influer sur la quantité de globules rouges. Une plus grande quantité de globules rouges aiderait les montagnards à s’accommoder de la plus faible quantité de dioxygène disponible en altitude. Au contraire, les variants sélectionnés chez les côtiers sont associés à la quantité de globules blancs. « Ceci supporte l’idée que l’hypoxie et les pathogènes pourraient être les causes principales ayant conduit à la sélection observée chez les Néo-Guinéens vivant dans ces régions » ajoute Dr Nicolas Brucato.

Cette étude a aussi montré qu’un des plus forts signaux de sélection chez les côtiers, touche les gènes de la guanylate binding protein (GBP) impliquées dans la réponse immunitaire aux infections, et ne trouve pas son origine chez l’Homme moderne, mais chez Denisova, une des populations d’homininés archaïques vivant en Asie avant que l’homme moderne ne peuple la Nouvelle-Guinée il y a plus de 50 000 ans. Bien que les Dénisoviens aient disparu, ils ont transmis un héritage génétique aux ancêtres des Néo-Guinéens. Cette étude suggère que des variants génétiques hérités des Dénisoviens impactent la structure de protéines impliquées dans la réaction immunitaire des Néo-Guinéens, leur procurant un avantage à la survie dans un environnement à forte pression pathogénique.

De prochaines études viseront à explorer les fonctions biologiques de ces adaptations par l’utilisation d’outils de biologie cellulaire. Ces nouvelles découvertes sur les mécanismes adaptatifs locaux de Papouasie-Nouvelle-Guinée soulignent l’importance de mener des recherches dans cette partie du monde pour une meilleure compréhension de la diversité biologique humaine.