Sélection naturelle et adaptation aux changements rapides de pressions environnementales chez l'Homme

par Marie Lopez

Thèse de doctorat en Génétique des populations humaines

Sous la direction de Lluis Quintana-Murci.

Soutenue le 27-09-2018

à Sorbonne université , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant (Paris) , en partenariat avec Institut Pasteur (Paris). Génétique évolutive humaine (laboratoire) .

Le président du jury était Dominique Higuet.

Le jury était composé de Molly Przeworski, Evelyne Heyer.

Les rapporteurs étaient Vincent Castric, Francois-Xavier Ricaut.


  • Résumé

    Au cours de son histoire évolutive récente, l’homme a colonisé de nouveaux environnements, adopté différents modes de vie et connu des fluctuations démographiques considérables. Cependant, les mécanismes d’action de sélection naturelle qui ont accompagné les variations de ces contraintes sélectives restent à caractériser. Dans ce contexte, l’étude des données de séquençage d’exomes et de données de génotypage de 600 individus chasseurs-cueilleurs Pygmées et agriculteurs non-Pygmées, répartis dans 14 populations, nous ont permis d’évaluer (1) l’impact des changements démographiques récents de ces populations sur l’efficacité de la sélection négative dans leur génome et (2) d’identifier les mécanismes de sélection positive et les fonctions biologiques à l’origine de l’adaptation des Pygmées aux contraintes environnementales propres à leur habitat. Nos résultats ont mis en évidence l’absence de différences dans l’efficacité de la sélection purificatrice des populations Pygmées et non-Pygmées malgré leurs histoires démographiques différentes, en considérant un modèle de dominance additif et récessif, ainsi que le rôle bénéfique du métissage sur la réduction du fardeau de mutations délétères récessives. De plus, nos résultats suggèrent que des gènes impliqués à la fois dans la régulation des processus immunitaires et les voies métaboliques reliées à l’insuline pourraient être sous sélection polygénique convergente chez les différentes populations de Pygmées d’Afrique Centrale. En conclusion, ce travail contribue à une meilleure compréhension des mécanismes de sélection naturelle négative et positive qui façonnent la diversité génétique des populations humaines.

  • Titre traduit

    Selection and adaptation to rapid changes in envitonmental pressures in humans


  • Résumé

    Throughout their recent evolutionary history, humans have colonized various ecological habitats, adopted different lifestyles and experienced massive demographic changes. However, the mechanisms of natural selection acting on the genome during periods of changes in selective constraints remain to be characterized. In this context, the study of exome sequences and genotyping data from 600 Pygmy rainforest hunter-gatherers and non-Pygmy farmers from 14 populations have allowed us to (1) evaluate the impact of their recent demographic changes on the efficacy of negative selection in their genomes and (2) identify the mechanisms of positive selection and the biological functions involved in the adaptation of Pygmies to their environments. Our results show that, despite their opposite recent demographic histories, Pygmy and non-Pygmy populations exhibit no differences in their additive and recessive mutational loads, and highlight the beneficial role of admixture on reducing the burden of recessive deleterious mutations. In addition, our results suggest that genes involved in both the regulation of immunity and metabolic pathways related to insulin are under convergent polygenic selection in several Pygmy populations from central Africa. To conclude, this works contributes to the better understanding of mechanisms of negative and positive natural selection in shaping the human genetic diversity.


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