Une étude s’attaque à un biais de diversité de longue date dans la génétique humaine

La plupart des recherches en génétique humaine se sont historiquement concentrées sur les personnes d’origine européenne, un biais de longue date qui peut limiter la précision des prédictions scientifiques pour les personnes d’autres populations.

Une équipe de scientifiques de l’université Johns Hopkins a récemment créé un nouveau catalogue de données sur l’expression des gènes humains provenant du monde entier. La représentation accrue de populations peu étudiées devrait permettre aux chercheurs d’obtenir des informations plus précises sur les facteurs génétiques qui déterminent la diversité humaine, notamment sur des caractéristiques telles que la taille, les niveaux d’hormones et le risque de maladie.

Ces travaux approfondissent la compréhension scientifique de l’expression des gènes dans les populations d’Amérique latine, d’Asie du Sud et de l’Est et d’autres régions pour lesquelles les données étaient limitées.

Publié dans Natureces résultats pourraient améliorer les études futures sur la variation et l’évolution humaines.

« Nous disposons désormais d’une vision globale de la manière dont l’expression des gènes contribue à la diversité mondiale, la vision la plus large à ce jour dans des populations qui ont été mal représentées dans les études précédentes », a déclaré l’auteur principal Rajiv McCoy, généticien à Johns Hopkins.

« Nous essayons de mieux comprendre le lien entre la variation au niveau de notre ADN et la variation au niveau de nos traits, que des études génétiques antérieures ont examinées mais avec un biais vraiment persistant qui exclut souvent les populations d’ascendance non européenne. »

Alors que la recherche génétique explore le plus souvent les différences dans l’ADN, les chercheurs ont cherché à examiner « l’expression des gènes », le processus par lequel les gènes de l’ADN sont « transcrits » en molécules d’ARN.

L’ARN sert à son tour de modèle pour guider l’assemblage des acides aminés dans les protéines qui fournissent la structure et effectuent diverses tâches au sein des cellules. Mais les mutations génétiques peuvent affecter la façon dont les gènes sont exprimés, en modifiant la quantité d’ARN produite par les gènes ou la structure de l’ARN lui-même. Ces mutations et les effets associés sur l’expression des gènes peuvent avoir un impact critique sur le développement de caractères et de maladies.

Pour identifier les mutations qui modifient l’expression des gènes, les scientifiques ont mesuré l’ARN dans les cellules de 731 personnes qui avaient déjà participé au Projet 1000 Génomes, une collaboration internationale précédemment établie qui caractérisait la séquence d’ADN des mêmes individus.

« Nous connaissons non seulement les séquences de leur génome, qui ont déjà été publiées, mais nous disposons désormais de mesures de l’expression de leurs gènes. En combinant ces données, nous pouvons comprendre à un niveau très basique les sources génétiques des différences d’expression des gènes entre individus », a déclaré McCoy.

« En fin de compte, c’est ce qui contribue le plus aux différences entre vous et moi, même si au niveau de l’ADN, nous sommes identiques à 99,9 %. »

Alors que les 731 individus étudiés proviennent de 26 groupes différents sur cinq continents, les scientifiques ont découvert que les modèles d’expression génétique sont souvent partagés entre les groupes, un phénomène également observé dans les modèles de variation de l’ADN. La plupart des différences d’expression génétique ont été observées au sein des populations plutôt qu’entre elles.

« La répartition de notre diversité est plus complexe que ces étiquettes définies géographiquement, politiquement ou socialement », a déclaré McCoy.

La diversité de la cohorte a permis aux scientifiques de repérer d’éventuels liens entre les mutations et des traits spécifiques et des risques pour la santé, y compris pour les mutations limitées à des sous-ensembles de populations qui n’avaient pas été examinés auparavant, a-t-il déclaré.

« Nous démontrons qu’en ayant cette cohorte plus diversifiée, nous pouvons vraiment nous concentrer sur des mutations spécifiques qui pourraient être à l’origine de ces changements d’expression génétique et, en fin de compte, sur la manière dont elles pourraient être à l’origine de variations et sur la manière dont cela affecte les traits ou la sensibilité à une maladie », a ajouté McCoy.

Ces résultats pourraient également conduire à de meilleures thérapies personnalisées, a déclaré l’auteur principal Dylan Taylor, candidat au doctorat en biologie à Johns Hopkins.

« Nous ne pouvons pas vraiment utiliser ces études de manière prédictive pour la médecine personnalisée de manière équitable à moins que nous disposions d’ensembles de données plus diversifiés », a déclaré Taylor.

« Si vous essayez d’utiliser les résultats d’une étude portant uniquement sur des individus européens pour prédire l’expression génétique chez des individus d’une population sous-représentée – les Sud-Asiatiques, par exemple – vos résultats ne seront pas nécessairement très fiables. »

Il existe encore des lacunes importantes. L’ensemble de données 1000 Genomes n’inclut pas de nombreux groupes du Moyen-Orient, d’Australie et des îles du Pacifique, et comporte des échantillons limités des Amériques et d’Afrique.

« Le domaine commence à évoluer dans cette direction passionnante qui consiste à inclure des individus divers dans les études génétiques humaines », a déclaré Taylor. « Notre recherche est une preuve de concept pour d’autres scientifiques. Nous démontrons que nous pouvons vraiment le faire, que nous devrions le faire, et que c’est précieux. »