Simple Science

La science de pointe expliquée simplement

# Biologie# Génomique

L'impact génétique des pathogènes sur la santé humaine

Des recherches montrent comment les maladies passées influencent notre génétique et notre santé aujourd'hui.

― 7 min lire


Pathogènes et génétiquePathogènes et génétiquehumainefaçonné l'ADN humain.Comment les maladies passées ont
Table des matières

Les pathogènes, ou microbes qui causent des maladies, font partie de la vie humaine depuis des milliers d'années. Quand les gens sont passés de petits groupes de chasseurs-cueilleurs à des communautés agricoles plus grandes près d'animaux domestiqués, de nouveaux microbes ont probablement sauté des animaux aux humains. Ce changement a permis aux maladies de se propager plus facilement entre les gens. Malgré les améliorations en matière de propreté et de traitements, les microbes ont toujours été liés à un nombre important de décès dans le monde ces dernières années. Cela montre l'influence forte que les microbes ont eue sur l'évolution et la santé humaine.

Influence Génétique des Pathogènes

Les effets des maladies passées sur les humains se voient dans notre ADN. En étudiant différentes populations, les scientifiques peuvent identifier des changements dans les gènes influencés par les maladies. Il existe plusieurs méthodes pour analyser les données génétiques, permettant aux chercheurs de trouver des gènes liés à l'immunité qui ont pu être influencés par des pathogènes. Un concept important est le "balayage de sélection", où une variante génétique spécifique devient plus commune dans une population parce qu'elle offre un avantage contre une maladie, entraînant une augmentation des variantes géniques voisines.

Protéines Interagissant avec les Virus (VIPs)

Un groupe de gènes importants concerne ceux qui codent pour des protéines interagissant avec les virus (VIPs). Ces protéines aident les virus à se reproduire ou à interagir avec les cellules humaines. Des recherches ont montré que dans certaines populations, les gènes liés aux Coronaviruses, un type de virus, montrent des signes d'avoir été sélectionnés à cause de précédentes épidémies de coronavirus. Cependant, des preuves similaires n'ont pas été trouvées pour les VIPs associés aux virus à ADN.

Épidémies Récentes de Coronavirus

Au cours des dernières décennies, plusieurs épidémies ont été liées aux coronaviruses, comme la COVID-19, le MERS et le SRAS. Ces virus passent souvent des animaux aux humains. De plus, certains coronaviruses sont maintenant courants dans les populations humaines, comme HCoV-229E et HCoV-NL63. Il est possible que ces coronaviruses communs aient commencé comme des épidémies graves dans le passé. Les signes de sélection génétique observés dans des études antérieures pourraient refléter l'impact de ces anciennes épidémies sur la génétique humaine actuelle.

La pandémie de COVID-19 a principalement touché les personnes âgées, ce qui pourrait limiter ses effets à long terme sur l'évolution humaine, surtout en termes de reproduction. Cependant, le long COVID a émergé comme une condition touchant divers groupes d'âge et pouvant entraîner des problèmes de santé durables. Cela signifie qu'il pourrait encore y avoir des facteurs génétiques qui influencent les effets du COVID-19 sur différentes populations.

Importance de Comprendre l'Exposition aux Pathogènes

La découverte que de précédentes épidémies de coronavirus pourraient avoir eu lieu dans des populations d'Asie de l'Est a des implications cruciales pour comprendre comment l'exposition passée aux maladies peut affecter la vulnérabilité actuelle à de nouvelles maladies. Bien que des études antérieures aient fourni des conclusions solides, elles étaient basées sur des tailles d'échantillons réduites. Des recherches plus larges sont nécessaires pour mieux identifier les événements de sélection historique dans les populations d'Asie de l'Est et d'autres.

Nouvelles Découvertes à Partir des Données de Biobanque

Pour combler cette lacune, une étude a été réalisée en utilisant des données génétiques d'un grand groupe d'individus provenant de deux grandes biobanques, la Biobanque Kadoorie en Chine et la Biobanque du Royaume-Uni. Cette étude visait à confirmer les découvertes antérieures concernant les liens entre les VIPs et les régions du génome montrant des signes de sélection à cause de maladies passées. Les résultats ont indiqué que les gènes VIP associés aux coronaviruses étaient enrichis dans des régions génétiques subissant une sélection chez les individus de Chine, mais pas chez ceux du Royaume-Uni.

Méthodes Utilisées pour l'Analyse

Pour identifier les régions affectées par la Sélection naturelle, deux méthodes principales ont été utilisées. La première était une technique qui utilise une analyse en composantes principales (ACP) pour trouver des variations dans les séquences d'ADN indiquant un déséquilibre de liaison à longue distance (LRLD), ce qui est un signe de pression sélective. La seconde méthode, saltiLASSi, se concentre sur l'analyse de la fréquence des variantes génétiques dans la population. Les deux méthodes ont mis en évidence un enrichissement significatif des gènes VIP liés aux coronaviruses dans les données de la population chinoise.

Insights des Différentes Classes Virales

L'étude a classé les VIPs en fonction de leurs interactions avec différents types de virus, y compris les virus à ADN et à ARN. Les résultats ont révélé que les gènes liés aux coronaviruses montraient un enrichissement significatif près des régions de sélection chez les Asiatiques de l'Est, renforçant l'idée que ces populations ont été soumises à de fortes pressions sélectives dues à de précédentes épidémies de coronavirus. Notamment, les gènes liés aux virus à ADN n'ont pas affiché ce même schéma, renforçant les découvertes antérieures concernant l'absence de sélection liée aux VIPs des virus à ADN.

Analyse Régionale en Chine

La recherche a également examiné les variations géographiques à travers la Chine, étant donné que les participants provenaient de régions diverses. Bien qu'aucune différence régionale claire n'ait émergé, l'étude a souligné que le contexte historique des mouvements de population pourrait avoir obscurci des signaux spécifiques de sélection. Donc, les anciennes épidémies de coronavirus auraient pu affecter des populations à travers toute l'Asie de l'Est plutôt que d'être limitées à certaines zones.

Lien avec la Recherche Actuelle sur la COVID-19

Pour explorer les implications actuelles de ces découvertes, les chercheurs ont comparé les régions de sélection identifiées dans l'étude avec des associations génétiques connues liées à la COVID-19. Bien que certaines coïncidences aient été observées, les résultats n'ont pas montré de différences significatives entre les deux populations étudiées. Cela soulève des questions sur le fait de savoir si l'exposition passée aux coronavirus a conduit à des adaptations génétiques qui affectent la vulnérabilité à la COVID-19 aujourd'hui.

Conclusion

La recherche renforce l'idée que les épidémies historiques de coronavirus ont influencé la composition génétique des populations d'Asie de l'Est, comme on le voit à travers des liens notables entre les gènes VIP et les zones de sélection. Les découvertes soulignent l'importance de considérer comment les maladies passées ont façonné l'évolution humaine et comment elles pourraient affecter la susceptibilité actuelle à de nouvelles maladies. Les recherches en cours dans ce domaine pourraient mener à une meilleure compréhension et à de meilleures réponses aux maladies infectieuses, mettant en lumière le rôle que l'histoire joue dans notre santé aujourd'hui.

Informations Complémentaires

Cette étude offre des perspectives significatives sur le paysage génétique façonné par les épidémies virales historiques, en particulier en ce qui concerne les coronaviruses. En utilisant de grands ensembles de données et en appliquant des méthodes analytiques robustes, les résultats contribuent à une connaissance précieuse qui pourrait informer les futures recherches sur la susceptibilité aux maladies et l'évolution humaine.

Source originale

Titre: Natural selection exerted by historical coronavirus epidemic(s): comparative genetic analysis in China Kadoorie Biobank and UK Biobank

Résumé: BackgroundPathogens have been one of the primary sources of natural selection affecting modern humans. The footprints of historical selection events - "selective sweeps" - can be detected in the genomes of present-day individuals. Previous analyses of 629 samples from the 1000 Genomes Project suggested that an ancient coronavirus epidemic [~]20,000 years ago drove multiple selective sweeps in the ancestors of present-day East Asians, but not in other worldwide populations. ResultsUsing a much larger genetic dataset of 76,719 unrelated individuals from each of the China Kadoorie Biobank (CKB) and UK Biobank (UKB) to identify regions of long-range linkage disequilibrium, we further investigated signatures of past selective sweeps and how they reflect previous viral epidemics. Using independently-curated lists of human host proteins which interact physically or functionally with viruses (virus-interacting proteins; VIPs), we found enrichment in CKB for regions of long-range linkage disequilibrium at genes encoding VIPs for coronaviruses, but not DNA viruses. By contrast, we found no clear evidence for any VIP enrichment in UKB. These findings were supported by additional analyses using saltiLASSi, a selection-scan method robust to false positives caused by demographic events. By contrast, for GWAS signals for SARS-Cov2 susceptibility (critical illness, hospitalisation, and reported infection), there was no difference between UKB and CKB in the number located at or near signals of selection, as expected for a novel virus which has had no opportunity to impact the CKB/UKB study populations. ConclusionsTogether, these results provide evidence of selection events consistent with historical coronavirus epidemic(s) originating in East Asia. These results show how biobank-scale datasets and evolutionary genomics theory can provide insight into the study of past epidemics. The results also highlights how historic infectious diseases epidemics can shape the genetic architecture of present-day human populations.

Auteurs: Sam C Morris, K. Lin, I. Y. Millwood, C. Yu, J. Lv, P. Pei, L. Li, D. Sun, G. Davey Smith, Z. Chen, R. G. Walters

Dernière mise à jour: 2024-02-06 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.06.579075

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.06.579075.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

Plus d'auteurs

Articles similaires