Le chromosome Y disparaît – qu’arrive-t-il aux hommes ?

Le chromosome Y disparaît – qu’arrive-t-il aux hommes ?

Darren Griffin, Université du Kent et Peter Ellis, Université du Kent

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Le chromosome Y est peut-être un symbole de masculinité, mais il devient de plus en plus clair qu’il est tout sauf fort et stable. Bien qu'il porte le gène « interrupteur principal » SRY, qui détermine si un embryon se développe en tant qu'homme (XY) ou femelle (XX), il contient très peu d'autres gènes et est le seul chromosome qui n'est pas nécessaire à la vie. Après tout, les femmes s’en sortent très bien.

De plus, le chromosome Y dégénère rapidement, de sorte que les femmes ont deux chromosomes X tout à fait normaux, mais les hommes n'en ont qu'un. Cela peut paraître long, mais ce n’est pas le cas si l’on considère que la vie existe sur Terre depuis 3,5 milliards d’années.

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Le chromosome Y n’a pas toujours été comme ça. Si l’on remonte il y a 166 millions d’années, jusqu’aux tout premiers mammifères, l’histoire est complètement différente. Le premier chromosome « ​​proto-Y » avait à l’origine la même taille que le chromosome X et contenait les mêmes gènes. Cependant, les chromosomes Y présentent un défaut fondamental. Contrairement à tous les autres chromosomes, dont nous avons deux copies dans chacune de nos cellules, les chromosomes Y ne sont présents qu’en une seule copie et se transmettent de père en fils.

Cela signifie que les gènes du chromosome Y ne peuvent pas subir de recombinaison génétique, le « mélange » de gènes qui se produit à chaque génération et contribue à éliminer les mutations génétiques nuisibles. Sans les avantages de la recombinaison, les gènes du chromosome Y dégénèrent avec le temps et finissent par disparaître du génome.

Chromosome Y en rouge, à côté du chromosome X, beaucoup plus gros.
Institut national de recherche sur le génome humain

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Pourtant, des recherches récentes ont montré que le chromosome Y a développé des mécanismes assez convaincants pour « freiner » et ralentir la perte de gènes jusqu'au point où elle peut s'arrêter.

Par exemple, une étude danoise récente publiée dans PLoS Genetics a séquencé des parties du chromosome Y de 62 hommes différents et a révélé qu'il est sujet à des réarrangements structurels à grande échelle qui permettent « l'amplification génique » – l'acquisition de plusieurs copies de gènes qui favorisent la santé, améliorent la fonction des spermatozoïdes et atténuent la perte de gènes.@media(min-width:0px){#div-gpt-ad-healthy_holistic_living_com-large-leaderboard-2-0-asloaded{max-width:336px!important;max-height:280px!important;}}

L'étude a également montré que le chromosome Y a développé des structures inhabituelles appelées « palindromes » (séquences d'ADN qui se lisent en avant et en arrière – comme le mot « kayak ») qui le protègent d'une dégradation ultérieure. Ils ont enregistré un taux élevé d'"événements de conversion génique" dans les séquences palindromiques du chromosome Y - essentiellement un processus de "copier-coller" qui permet de réparer les gènes endommagés en utilisant une copie de sauvegarde intacte comme modèle.

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En ce qui concerne d’autres espèces (les chromosomes Y existent chez les mammifères et certaines autres espèces), il est de plus en plus évident que l’amplification génique du chromosome Y est un principe général. Ces gènes amplifiés jouent un rôle crucial dans la production de spermatozoïdes et (au moins chez les rongeurs) dans la régulation du sex-ratio de la progéniture. Récemment, des chercheurs en biologie moléculaire et évolution ont fourni la preuve que cette augmentation du nombre de copies de gènes chez la souris est le résultat de la sélection naturelle.

Lorsqu’il s’agit de savoir si le chromosome Y va effectivement disparaître, la communauté scientifique, comme c’est actuellement le cas en Grande-Bretagne, est divisée entre les « Leavers » et les « Remainers ». Ce dernier groupe affirme que leurs mécanismes de défense font un excellent travail et ont sauvé le chromosome Y. Mais les perdants disent qu’ils laissent simplement le chromosome Y s’accrocher par ses ongles avant qu’il ne tombe finalement de la falaise. Le débat continue donc.

L'une des principales partisans de l'argument du Leave, Jenny Graves de l'Université de La Trobe en Australie, affirme que si l'on adopte une perspective à long terme, les chromosomes Y sont inévitablement condamnés - même s'ils durent parfois un peu plus longtemps que prévu. Dans un article de 2016, elle souligne que les rats épineux japonais et les campagnols-taupes ont complètement perdu leurs chromosomes Y – et affirme que le processus de perte ou de création de gènes sur le chromosome Y conduit inévitablement à des problèmes de fertilité. Ceci, à son tour, peut conduire à la formation d’espèces entièrement nouvelles.

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La chute des hommes ?

Comme nous l’expliquons dans un chapitre d’un nouveau livre électronique, la disparition du chromosome Y chez l’homme ne signifie pas nécessairement que les hommes eux-mêmes y sont en route. Même chez les espèces qui ont complètement perdu leurs chromosomes Y, les mâles et les femelles sont nécessaires à la reproduction.

Dans ces cas, le gène SRY « master switch » qui détermine la masculinité génétique est déplacé vers un chromosome différent, ce qui signifie que ces espèces produisent des mâles sans avoir besoin d’un chromosome Y. Cependant, le nouveau chromosome déterminant le sexe - celui vers lequel SRY passe - devrait recommencer le processus de dégénérescence en raison du même manque de recombinaison qui a condamné le chromosome Y précédent.

Ce qui est intéressant à propos des humains, cependant, est que même si le chromosome Y est nécessaire à la reproduction humaine normale, bon nombre des gènes qu'il transporte ne sont pas nécessaires lorsque vous utilisez des techniques de procréation assistée. Cela signifie que le génie génétique pourrait bientôt remplacer la fonction génétique du chromosome Y et donner aux couples de même sexe ou aux hommes stériles la possibilité de tomber enceinte. Mais même si tout le monde pouvait tomber enceinte de cette façon, il serait très peu probable que les personnes fertiles arrêtent tout simplement de se reproduire naturellement.

Vos cheveux deviennent gris :

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Bien qu’il s’agisse d’un domaine de recherche génétique intéressant et très controversé, il n’y a pas lieu de s’inquiéter. Nous ne savons même pas si le chromosome Y va disparaître. Et même si tel est le cas, comme nous l’avons montré, nous aurons très probablement encore besoin d’hommes pour que la reproduction normale se poursuive.

En fait, la perspective d’un système de type « animaux de ferme », dans lequel quelques hommes « chanceux » seraient choisis pour engendrer la majorité de nos enfants, n’est certainement pas envisageable. Quoi qu’il en soit, les préoccupations seront bien plus pressantes au cours des 4,6 millions d’années à venir.

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Darren Griffin, professeur de génétique, Université du Kent et Peter Ellis, maître de conférences en biologie moléculaire et reproduction, Université du Kent

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l'article original.

Sources :