De minuscules traces de protéines persistant dans les os et les dents des anciens humains pourraient bientôt transformer les efforts des scientifiques pour percer les secrets de l’évolution de notre espèce.
Les chercheurs pensent qu’une nouvelle technique – connue sous le nom de protéomique – pourrait leur permettre d’identifier les protéines à partir desquelles les corps de nos prédécesseurs ont été construits et apporter de nouvelles informations sur les 2 millions d’années passées de l’histoire de l’humanité.
L’analyse de ces vestiges microscopiques pourrait alors aider à résoudre des mystères évolutifs majeurs tels que l’identité des ancêtres communs de Un homme sage et les Néandertaliens.
Les ramifications de la technologie refléteraient l’impact de la technologie récemment développée de l’analyse de l’ADN ancien qui, au cours des 20 dernières années, a aidé à découvrir des secrets dramatiques sur le passé de l’humanité. Celles-ci incluent la découverte que de nombreux humains modernes possèdent des gènes de Néandertal et que les deux espèces doivent s’être croisées à un moment donné au cours des 100 000 dernières années.
Un projet britannique d’évaluation des promesses de la protéomique vient d’être lancé et sera mené par une équipe de scientifiques basée dans deux grands centres de recherche à Londres : le Francis Crick Institute et le Natural History Museum. “Nous passerons les trois prochaines années à évaluer soigneusement la quantité de protéines que nous pouvons extraire des fossiles et ce que nous pouvons apprendre des échantillons que nous obtenons”, a déclaré le professeur Chris Stringer, du Natural History Museum. “J’espère que cela indiquera que nous pouvons en apprendre beaucoup sur notre passé en étudiant les protéines anciennes.”
Une partie de la recherche consistera à utiliser un scanner portable qui peut être passé sur un fossile afin de révéler la quantité de protéines qu’il contient. “De cette façon, nous pouvons nous concentrer uniquement sur les crânes et les os les plus prometteurs”, a déclaré Stringer. “Il est crucial que nous n’essayions pas de prélever des échantillons – aussi petits soient-ils – sur des fossiles qui n’ont aucune protéine à nous proposer pour étude.”
Le développement de la protéomique fait suite au succès des scientifiques dans l’analyse de l’ADN extrait d’anciens fossiles humains. En étudiant des fragments de matériel génétique provenant de fossiles, les scientifiques ont découvert que des hommes et des femmes d’origine non africaine sont porteurs de certains gènes néandertaliens. Ils ont également révélé l’existence d’une toute nouvelle espèce d’humains primitifs – connus sous le nom de Dénisoviens – à partir de matériel génétique trouvé dans des fragments de dents et d’os dans une grotte sibérienne.
Mais l’analyse de l’ADN ancien a des limites. “L’ADN est fragile et se désintègre assez rapidement, en particulier dans des conditions chaudes”, a déclaré Pontus Skoglund du Francis Crick Institute. “Il est donc principalement utile pour étudier les fossiles âgés de moins de 100 000 ans et trouvés dans des endroits modérément frais ou froids.”
Ce dernier inconvénient est un problème particulier pour l’étude Un homme sage – une espèce qui a évolué en Afrique. L’ADN ancien est rarement trouvé dans les crânes et les os des fouilles là-bas en raison des conditions chaudes. Les scientifiques ont donc commencé à examiner d’autres méthodes pour étudier la biologie des hommes et des femmes anciens – et ont identifié les protéines comme une cible clé.
Nos corps sont constitués de protéines dont la fabrication est contrôlée par notre ADN et ainsi, en démêlant leur structure, on peut mieux comprendre la composition des individus anciens. Surtout, les protéines survivent plus longtemps dans des conditions chaudes.
Ce dernier avantage offre l’espoir d’acquérir de nouvelles connaissances sur plusieurs espèces déconcertantes nouvellement découvertes. Ceux-ci inclus Homo étoile, un hominidé de 300 000 ans qui a été trouvé en Afrique du Sud en 2013. Les spécimens semblent primitifs bien que d’autres preuves suggèrent qu’ils ont également enterré leurs morts. De plus, les origines de Homo floresiensis, une petite espèce archaïque d’humains – surnommée le peuple hobbit – trouvée sur l’île de Flores en Indonésie a également intrigué les scientifiques. Les conditions sur les deux sites signifient qu’aucun ADN n’a été trouvé jusqu’à présent sur les fossiles, laissant les scientifiques incertains de l’évolution de ces versions inhabituelles de l’humanité.
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Et puis il y a les Dénisoviens. Bien que les scientifiques aient décodé leurs génomes, nous ne savons toujours pas à quoi ils ressemblaient, ni comment ils se comportaient ou comment ils chassaient. “Ce sont toutes des espèces vraiment intrigantes et nous n’avons qu’une mauvaise idée de la façon dont elles se rapportent à nous”, a déclaré Stringer. “Donc, la protéomique pourrait certainement aider là-bas.”
Cependant, il y avait un inconvénient à l’utilisation des protéines comme voie d’étude de notre passé, a ajouté Skoglund. “Les protéines ne contiennent pas autant d’informations que l’ADN. Ils ne contiennent qu’environ 1% des informations maximales que vous pourriez obtenir à partir d’un échantillon d’ADN. Cela signifie que nous aurons besoin de beaucoup pour être en mesure de générer suffisamment de données pour effectuer des analyses significatives. Ce ne sera peut-être pas facile.
Néanmoins, la protéomique a déjà produit des premiers résultats prometteurs. Des études menées par Frido Welker de l’Université de Copenhague ont montré que les protéines de collagène trouvées dans un morceau de mâchoire d’hominidé de la grotte de Baishiya Karst sur le plateau tibétain en Chine correspondent à celles des Dénisoviens.
“C’est le premier indice de ce à quoi aurait pu ressembler un Dénisovien et suggère que la protéomique a beaucoup à offrir à notre compréhension de l’évolution humaine”, a déclaré Welker au Observateur la semaine dernière. “C’est certainement encourageant.”
