Bonobos, gorilles, orangs-outangs, chimpanzés… Nous, humains, partageons beaucoup de notre patrimoine génétique avec les primates. En 2005, une étude publiée dans Nature montrait ainsi que le génome du chimpanzé – notre plus proche parent vivant du point de vue l’évolution – n’était différent que de 1,23 % avec le génome humain.
Mais jusqu’à présent, les chercheurs ignoraient quelle partie de notre ADN contribuait à la différence qui, malgré toutes nos similitudes, pouvait expliquer pourquoi les humains et les chimpanzés ne se ressemblent pas davantage.
Des chercheurs en cellules souches de l’université de Lund, en Suède, ont trouvé la réponse. Dans une étude publiée dans la revue Cell Stem Cell, ils montrent que c’est la partie de notre ADN appelée ADN non codé qui explique pourquoi le cerveau du chimpanzé fonctionne différemment de celui de l’humain.
Une différence qui réside dans "l'ADN poubelle"
"Au lieu d'étudier des humains et des chimpanzés vivants, nous avons utilisé des cellules souches cultivées en laboratoire. Ces cellules souches ont été reprogrammées à partir de cellules de la peau (…). Nous avons ensuite examiné les cellules souches que nous avions transformées en cellules cérébrales", explique Johan Jakobsson, professeur de neurosciences à l'université de Lund, qui a dirigé l'étude.
À partir de ces cellules souches, les chercheurs ont cultivé spécifiquement des cellules cérébrales d'humains et de chimpanzés et ont comparé les deux types de cellules. Ils ont alors constaté que les humains et les chimpanzés utilisent une partie de leur ADN de manière différente, ce qui semble jouer un rôle considérable dans le développement de nos cerveaux.
Comme l’explique le Pr Jakobsson, cette partie différente de l’ADN est une "variante structurelle de l'ADN que l'on appelait auparavant 'ADN poubelle', une longue chaîne d'ADN répétitive dont on a longtemps considéré qu'elle n'avait aucune fonction".
Contrairement à ce que pensaient les scientifiques jusqu’à présent, les différences entre humains et protéines semblent donc se trouver en dehors des gènes codant pour les protéines, et qui représentent seulement 2 % de l’ADN. "Cela suggère que la base de l'évolution du cerveau humain est constituée de mécanismes génétiques qui sont probablement beaucoup plus complexes qu'on ne le pensait auparavant, car on supposait que la réponse se trouvait dans ces 2 % de l'ADN génétique. Nos résultats indiquent que ce qui a été significatif pour le développement du cerveau est au contraire peut-être caché dans les 98 % négligés, qui semblent être importants. C'est une découverte surprenante."
Une technique révolutionnaire
L’autre innovation de cette étude réside dans la technique des cellules souches utilisée par les chercheurs de l’université de Lund. Mise au point par le chercheur japonais Shinya Yamanaka et récompensée par le prix Nobel de physiologie ou de médecine 2012, elle a notamment permis de découvrir que des cellules spécialisées peuvent être reprogrammées et développées en tous types de tissus corporels. C’est le cas ici, les chercheurs ayant reprogrammé des cellules souches de la peau en cellules cérébrales.
Johan Jakobsson estime qu'à l'avenir, les nouvelles découvertes utilisant cette technologie de pointe pourraient également contribuer à apporter des réponses fondées sur la génétique aux questions relatives aux troubles psychiatriques, comme la schizophrénie, un trouble qui semble être propre à l'humain.
"Mais il y a encore un long chemin à parcourir avant d'en arriver là, car au lieu de poursuivre les recherches sur les 2 % de l'ADN codé, nous pourrions maintenant être obligés d'approfondir les 100 % - une tâche considérablement plus compliquée pour la recherche", conclut-il.