Dis-moi ce que tu manges…

L’alimentation est un levier de sélection naturelle important : c’est la capacité à y trouver de quoi survivre qui permet à une population de se reproduire, ce d’autant plus que les conditions de vie sont difficiles. Une nouvelle étude, publiée dans le magazine Science le 18 septembre, montre un exemple particulièrement fort d’adaptation de populations humaines à leur environnement et à leur régime alimentaire. 191 habitants du Groenland présentant une ascendance inuit ont été soumis à une analyse génétique. Leurs génomes ont été comparés à ceux de 60 personnes originaires d’Europe et 44 personnes de Chine. On y a décelé ainsi des mutations leur ayant permis de supporter les conséquences potentiellement néfastes de leur régime alimentaire basé sur les animaux et poissons, donc riche en matières grasses.

On connait d’autres exemples de sélection de mutations génétiques associées à l’adaptation de certaines populations humaines à un régime alimentaire spécifique. Le plus célèbre étant la persistance de la lactase (l’enzyme qui digère le lactose) qui permet aux porteurs de cette mutation de continuer à boire du lait à l’âge adulte. Certaines populations d’éleveurs peuvent ainsi trouver dans la production laitière de leur troupeau une ressource alimentaire de choix. Ce trait est souvent associé à des modes de vie et des environnements contraignants (le nomadisme, le désert, la montagne).

Les inuits, populations indigènes du Groenland, vivent depuis longtemps dans les conditions extrême de l’Arctique, sont soumis à des températures très basses, et présentent un régime alimentaire particulièrement riche en protéines et en acides gras (dont les acide gras polyinsaturés omega-3). Leur génome présente-t-il des marqueurs d’une adaptation à ces conditions de vie? Son observation a permis de révéler plusieurs loci (de locus en latin, que l’on utilise en génétique pour désigner les localisations physiques des gènes sur le génome), le plus spécifique étant localisé dans une zone où sont rassemblés plusieurs gènes des enzymes que l’on nomme acides gras désaturases (fatty acid desaturase ou FAD, en anglais). Ce sont elles qui contrôlent le niveau des acides gras insaturés. Les formes de ces enzymes retrouvés parmi les 191 individus inuits analysés ont été associées avec des particularités phénotypiques marquées, tant aux niveaux morphologiques que métaboliques. Chez ces populations, la présence de ces variants des gènes FAD (allèles mutés) est corrélée avec une taille et un poids moindre (deux cm de moins en moyenne!). En outre, les populations inuits portant ces allèles mutés ont des niveaux de « mauvais » cholestérol et d’insuline plus bas, leur offrant une double protection contre les maladies cardiovasculaires et le diabète. L’analyse des membranes cellulaires (enveloppes des cellules, composées de lipides) des individus étudiés révèle des différences de composition lipidique (une moindre concentration en acides gras insaturés). Elles pourraient, en induisant une modification de la concentration en hormones de croissance, expliquer les différences morphologiques observées.

Pour les auteurs, les conditions environnementales drastiquement difficiles de l’Arctique ont imposé une forte pression de sélection sur les populations inuits et leurs ancêtres, par l’intermédiaire du régime très riche en acides gras insaturés qui leur est associé. Les projecteurs ont ici été tournés vers les gènes FADs qui offrent un exemple presque parfait de sélection : les variants génétiques de ces gènes retrouvés chez les inuits ont un effet marqué sur leur taille, la concentration en acides gras contrôlant celle des hormones de croissance. Ce ne sont probablement pas les seuls gènes mis en jeu. Mais, cet article offre un exemple d’étude évolutive d’une population adaptée à son environnement local. C’est peut-être par ce type d’analyses que se dessineront peu à peu les bases génétiques de la diversité phénotypique humaine.

 Matteo Fumagalli et al. Greenlandic Inuit show genetic signatures of diet and climate adaptation. Science 18 September 2015

Cliquer pour accéder à 1343.full.pdf

http://www.sciencemag.org/content/349/6254/1343.full

http://news.berkeley.edu/2015/09/17/what-the-inuit-can-tell-us-about-omega-3-fats-and-paleo-diets/

http://phys.org/news/2015-09-high-fat-diet-inuits-healthier-shorter.html

http://www.nytimes.com/2015/09/22/science/inuit-study-adds-twist-to-omega-3-fatty-acids-health-story.html?_r=0