Génomique humaine et évolution - Lluis Quintana-Murci

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2023-2024

Séminaire - Sylvain Charlat : Coévolution multi-échelles : adaptation et mal-adaptation à tous les étages

Sylvain Charlat

Chargé de recherches au CNRS, Laboratoire de Biométrie & Biologie Évolutive (UMR 5558), Villeurbanne

Résumé

Si l'adaptation est un élément clef de l'évolution biologique, elle n'en constitue néanmoins qu'une composante. Nous parlerons de tout le reste. Il y a, d'une part, la dérive, le pendant aléatoire de la sélection naturelle, qu'il ne faut jamais sous-estimer. Il y a, d'autre part, le « bricolage de l'évolution », source de systèmes biologiques qui ne sont optimaux qu'à certains égards. Et il y a enfin, et surtout, la multiplicité des échelles d'individualité, donnant lieu aux conflits génétiques : ce qui est adaptatif pour mes éléments transposables ou mes mitochondries ne l'est pas nécessairement pour moi...

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2022-2023

04 - L'adaptation (génétique) des humains aux nouveaux environnements : Sélection polygénique : exemples et impacts sur notre santé aujourd'hui

Résumé

La sélection polygénique désigne le processus de sélection simultanée de mutations sur un grand nombre de gènes, chacune contribuant néanmoins de manière marginale à l'adaptation. Cependant, le fait que chaque mutation impliquée dans la sélection polygénique ait un effet faible pose un véritable défi méthodologique pour détecter cette forme de sélection naturelle. Ce cours explorera les études les plus récentes portant sur la détection de la sélection polygénique, notamment celles fondées sur l'étude de l'ADN ancien (la paléogénomique). Nous examinerons également comment la sélection polygénique dans le passé pourrait expliquer l'incidence actuelle de certaines maladies, telles que les maladies auto-immunes ou métaboliques.

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2023-2024

Séminaire - Christophe Hitte : La sélection naturelle et la sélection artificielle : deux forces qui ont façonné le chien

Christophe Hitte

Ingénieur de Recherche au CNRS, IGDR-UMR6290 - CNRS- Université de Rennes, Rennes

Résumé

Les chiens étaient des loups sauvages qui se sont rapprochés des humains pour profiter des avantages de la vie en communauté. Cette sélection naturelle a abouti à la création des chiens domestiques, il y a plus de 15 000 ans. Au fil des millénaires, les humains ont sélectionné les chiens qui possédaient les traits les plus adaptés aux tâches qu'ils souhaitaient leur confier. La sélection artificielle a permis d'aboutir aujourd'hui à une extrême diversité, avec plus de 300 races de chiens, chacune avec ses propres caractéristiques physiques et comportementales. Grâce au décryptage des génomes de chiens anciens et des races modernes, nous verrons que les origines du chien et les grandes étapes qui ont façonné notre meilleur ami sont de mieux en mieux comprises.

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2022-2023

03 - L'adaptation (génétique) des humains aux nouveaux environnements : Peut-on s'adapter biologiquement aux environnements extrêmes ?

Résumé

Certains des environnements les plus extrêmes où l'on trouve des humains incluent les climats froids et stériles de l'Arctique, les régions chaudes et humides des forêts tropicales, ainsi que la vie en haute altitude, que ce soit dans l'Himalaya ou les Andes, où la quantité d'oxygène dans l'air est réduite. Les humains ont relevé ces défis grâce à des innovations technologiques. Toutefois, nous examinerons les adaptations biologiques, notamment les changements génétiques, qui ont permis aux humains de survivre dans des conditions environnementales extrêmes et inhospitalières.

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2023-2024

Violaine Llaurens

Directrice de recherche CNRS, Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), programme Écologie et évolution de la diversification des traits et des espèces

Résumé

L'extraordinaire diversité des motifs de couleurs des ailes observée chez les papillons nous donne l'occasion de comprendre les mécanismes sélectifs impliqués dans l'évolution des caractères chez les êtres vivants. Du laboratoire de biologie moléculaire aux expériences sur le terrain en forêt amazonienne, nous verrons comment identifier les pressions de sélection agissant sur l'évolution des motifs des ailes de papillons : quelle est l'influence du comportement des prédateurs ou des préférences sexuelles des femelles sur cette évolution ? Nous mettrons en lumière les effets opposés ou convergents des facteurs historiques, génétiques et sélectifs sur l'évolution des motifs mimétiques, iridescents ou camouflés.

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2022-2023

02 - L'adaptation (génétique) des humains aux nouveaux environnements : S'adapter aux nouveaux climats et aux ressources alimentaires

Résumé

Depuis leur sortie d'Afrique il y a environ 60 000 ans, les humains ont dû faire face à diverses conditions environnementales telles que la température, l'humidité ou les niveaux d'ensoleillement. Ils ont également dû s'adapter à un large éventail de ressources nutritionnelles, allant des longues périodes de famine à la consommation de produits laitiers associée à l'élevage des animaux, en passant par des environnements où les niveaux de micronutriments dans le sol (certains toxiques) varient. Nous explorerons les processus génétiques qui ont permis de prospérer dans ces environnements et examinerons les conséquences de ces adaptations sur certains traits, tels que la pigmentation de la peau ou la capacité à digérer le lait à l'âge adulte.

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2023-2024

Séminaire - Tatiana Giraud : Flux de gènes et adaptation : cas de la domestication des pommiers et des champignons affinant les fromages

Tatiana Giraud

Directrice de Recherches au CNRS, Université Paris Saclay, membre de l'Académie des Sciences, Professeure invitée, Collège de France

Résumé

La domestication est une évolution rapide sous l'influence de la sélection exercée par l'être humain. Nous avons domestiqué le chien, mais nous avons aussi fait évoluer les arbres fruitiers et des microorganismes. Nous verrons quels ont été les processus évolutifs à l'œuvre lors de la domestication des pommiers et des moisissures utilisées pour affiner les fromages comme le roquefort et le camembert, et en particulier comment les flux de gènes ont permis une adaptation rapide. Nous verrons aussi les menaces sur la biodiversité résultant de la domestication, notamment la perte de diversité des organismes cultivés et les flux de gènes vers les populations naturelles.

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2022-2023

01 - L'adaptation (génétique) des humains aux nouveaux environnements : Adaptation génétique et sélection naturelle

Résumé

La sélection naturelle repose sur trois grands principes : le principe de variation, le principe de succès reproducteur différentiel, et le principe d'hérédité. Bien que la sélection naturelle agisse sur les phénotypes, c'est principalement la génétique sous-jacente au phénotype qui est héritée, de sorte que ce sont les mutations qui seront soumises à la sélection. Ce cours abordera les différentes formes que la sélection naturelle peut prendre. Chacune de ces formes de sélection (purifiante, positive, équilibrante, etc.) laisse des signatures moléculaires détectables sur nos génomes par diverses méthodes statistiques, qui peuvent également nous renseigner sur les échelles de temps auxquelles la sélection a eu lieu.

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2022-2023

L'histoire de l'humanité vue sous l'angle de la paléogénomique

Séminaire - Étienne Patin : L'héritage génétique des épidémies du passé

Les maladies infectieuses ont été l'une des principales causes de mortalité chez notre espèce, Homo sapiens. Les pathogènes ont ainsi profondément marqué la démographie des populations humaines, leur histoire, mais aussi leur susceptibilité actuelle aux maladies. En effet, les études paléogénomiques récentes dévoilent l'empreinte qu'ont laissée les épidémies du passé sur le génome humain : des mutations génétiques, qui ont conféré une résistance contre les pathogènes, se sont répandues par sélection naturelle. Nous verrons que cet héritage génétique a cependant un prix : ces mêmes mutations qui ont protégé nos ancêtres peuvent, aujourd'hui, augmenter nos risques de développer des maladies inflammatoires…

Lluis Quintana-Murci

Génomique humaine et évolution

Collège de France

Année 2022-2023

L'histoire de l'humanité vue sous l'angle de la paléogénomique

Ce cours abordera l'histoire du peuplement des Amériques, une histoire unique en son genre. Elle représente le point culminant de la dernière expansion des humains modernes ayant quitté l'Afrique. Elle implique, en outre, la rencontre entre les natifs américains et, à partir du XVe siècle, des peuples originaires d'Europe et d'Afrique. En outre, nous verrons que le peuplement du Pacifique, et plus spécifiquement celui des dernières terres inhabitées en Océanie lointaine, s'est fait en plusieurs étapes impliquant de larges traversées maritimes, sans carte ni boussole…