Paléogénomique, Évolution, La sélection naturelle, Maladies génétiques, Paléopathologie, L'histoire des populations

La paléogénomique, l'analyse des génomes conservés dans les vestiges archéologiques, identifie le matériel génomique ancien pour étudier l'évolution des espèces vivantes. Ces dernières années, l'avènement des technologies de séquençage de nouvelle génération a permis une production spectaculaire de données génomiques anciennes qui ont révolutionné notre compréhension de notre propre histoire évolutive, en révélant des migrations anciennes jusqu'alors inconnues, des flux de gènes et des événements de mélange entre les humains archaïques et les humains anatomiquement modernes. Aujourd'hui, le volume et la qualité des génomes humains anciens sont suffisants pour explorer des questions plus complexes. Bien qu'elle soit encore sous-exploitée, la richesse des génomes anciens disponibles représente une ressource remarquable pour étudier l'origine et l'histoire évolutive des allèles qui confèrent un risque ou une sensibilité aux maladies infectieuses ou génétiques à l'échelle d'une population. Nous retraçons ici l'histoire évolutive des maladies humaines à deux échelles, d'abord en exploitant un ensemble large de données de génomes anciens provenant de toute l'Europe, et à une échelle plus fine, en retraçant une maladie génétique dans l'ouest de la France à partir de la période médiévale.Nous avons d'abord combiné un ensemble de données mondiales de génomes anciens avec une nouvelle méthode de détection de la sélection afin d'identifier les cibles de la sélection dans le génome humain au cours des derniers 8 000 ans. Pour éviter le regroupement artificiel de génomes anciens provenant de régions géographiques et d'époques disparates en "populations" singulières, nous avons optimisé une nouvelle méthode qui estime les signaux de sélection à partir de données sur la fréquence des allèles par génération. Pour cela, nous avons filtré les données en se basant sur leur homogénéité géographique et génétique. Pour s'assurer que les signaux de sélection observés ne résultent pas d'effets démographiques, nous avons simulé des génomes dans un cadre de coalescence neutre, correspondant aux populations ancestrales connues et à leur histoire démographique la plus probable. Après avoir échantillonné les données simulées pour mimer au plus près la distribution des données expérimentales, nous avons ainsi pu estimer la distribution des coefficients de sélection dans des conditions de neutralité. Nous observons que la plupart des signaux de sélection peuvent être attribuables à des migrations de populations ayant subies des dérives génétiques indépendantes. Toutefois, certains candidats à la sélection sont dignes de considération, bien que nous démontrions que de nombreux signaux de sélection précédemment observés peuvent résulter d'artefacts expérimentaux. En outre, grâce à un filtrage spécifique des variantes associées à des pathologies, nous observons que de nombreux allèles de ce type ont une histoire ancienne et montrent des signes potentiels de sélection, ce qui laisse entrevoir que différentes pressions passées et histoires démographiques ont façonné le paysage de la sensibilité aux maladies observé aujourd'hui.Nous avons ensuite analysé des génomes d'une population française médiévale présentant des fréquences élevées de dysplasie développementale de la hanche (DDH), une maladie d'origine génétique fréquente dans la Bretagne du XXe siècle. Nous avons généré et imputé 28 génomes anciens afin d'évaluer les génotypes de SNP associés à la DDH. Ces résultats d'imputation ont ensuite été validés par la capture par hybridation, afin de s'assurer que les génotypages ne résultaient pas de biais méthodologiques. Nous proposons des candidats génétiques pour les individus médiévaux atteints de DDH qui différent de ceux associés aux cas de DDH modernes, ainsi que des hypothèses pour expliquer cette divergence entre les cas anciens et modernes.En conclusion, la paléogénomique améliore notre compréhension de l'histoire et de l'évolution de maladies génétiques.