Les humains mutent à des taux étonnamment différents

D'après une nouvelle étude publiée en ligne dans Génétique de la nature cette semaine. Les chercheurs ont également été surpris de constater que les taux de mutation ont tendance à être plus lents que prévu, chaque individu en moyenne héritant d'une soixantaine de mutations de la génération précédente. Les résultats suggèrent que les tests génétiques pourraient présenter un risque de mauvais diagnostic chez les patients présentant un taux de mutation élevé car les échantillons pourraient ne pas caractériser les mutations présentes dans le reste du corps.
On pense que l'étude est la première mesure directe du génome humain de la mutation humaine qui répond aux questions: combien de nouvelles mutations un enfant a-t-il et est-ce que la plupart proviennent de la mère ou du père?
En utilisant des séquences de génome entier du projet 1000 Genomes, les chercheurs, dont le Dr Matt Hurles, chef de groupe du Wellcome Trust Sanger Institute près de Cambridge, au Royaume-Uni, ont mesuré directement le nombre de mutations dans deux familles.
Les résultats ont confirmé que notre ADN change de génération en génération, mais étonnamment, chacun de nous ne reçoit en moyenne qu'environ 60 nouvelles mutations dans notre génome de nos parents.
Le Dr Philip Awadalla, professeur à l’Université de Montréal au Canada, co-responsable de l’étude, a déclaré:
"En principe, l’évolution se produit un tiers aussi lentement que prévu."
Des mutations, ou des variations de «l'orthographe» des millions de «mots et phrases» dans le texte du génome humain, surviennent chaque fois que l'ADN est répliqué. Des mutations se produisent dans les spermatozoïdes ou les ovules et sont transmises lorsque ces cellules créent de nouveaux humains.
Et comme les mâles produisent des millions de gamètes (spermatozoïdes) de plus que les femelles (?ufs), on pense généralement que les pères transmettent plus de mutations que les mères.
Cependant, les chercheurs ont trouvé une gamme surprenante de variations parmi les familles quant au parent qui transmettait le plus de mutations:
"Plus frappant, dans une famille, nous avons observé que 92% des DNM de la lignée germinale provenaient de la lignée paternelle, alors que dans l’autre famille, 64% des DNM provenaient de la lignée maternelle", ont-ils écrit. .
Hurles a déclaré à la presse que:
"Nous, les généticiens humains, avons théorisé que les taux de mutation pourraient être différents entre les sexes ou entre les personnes."
"Nous savons maintenant que dans certaines familles, la plupart des mutations peuvent provenir de la mère, tandis que dans d’autres, la plupart des mutations vont survenir chez le père. C’est une surprise: de nombreuses personnes espéraient que la plupart des mutations nombre supplémentaire de fois où le génome doit être copié pour fabriquer un sperme, par opposition à un oeuf », a-t-il ajouté.
Trouver de nouvelles mutations n'est pas une tâche facile: les chercheurs recherchaient des changements qui, en moyenne, ne se produisent qu'une fois par millions de lettres du "texte" de notre ADN.
Des études antérieures qui ont mesuré le taux de mutation chez l’homme ont soit fait une moyenne pour les deux sexes, soit mesuré le taux sur plusieurs générations. Ceci est le premier à examiner comment les taux de mutation varient d’un parent à l’autre dans plus d’un cas.
Awadalla a expliqué que cela était possible grâce aux nouveaux développements des technologies expérimentales et à leurs nouveaux algorithmes analytiques.
"Cela nous a permis de trouver ces nouvelles mutations, qui sont comme de très petites aiguilles dans une très grande botte de foin", a déclaré Awadalla.
Pour l'étude, les chercheurs ont examiné les génomes de deux familles comprenant chacune une mère, un père et un enfant. Ils ont recherché des changements dans l'ADN des génomes des enfants qui n'étaient pas présents dans les génomes de leurs parents. Au total, ils ont examiné près de 6 000 mutations possibles.
Ces mutations peuvent se produire de trois manières: soit pendant la production de sperme chez les pères, la production d'?ufs chez la mère, soit dans le corps de l'enfant comme son propre ADN répliqué lors de la division cellulaire normale.
Pour cette étude, les chercheurs se sont concentrés sur le tri des mutations provenant des spermatozoïdes ou des ovules. Et quand ils ont trouvé dans une famille, l'enfant a hérité de 92% des mutations du père dans l'autre famille, l'enfant n'a hérité que de 36% du père.
Ils ont dit que c'était une surprise complète et soulevaient autant de questions que de réponses. Par exemple, comme ils n’ont examiné qu’un enfant dans chaque famille, ils ne peuvent pas dire si la variation du nombre de nouvelles mutations est due à la nature des parents, ou à la nature de leurs spermatozoïdes et de leurs ?ufs. un sperme et / ou un oeuf différent du même parent donnent-ils à peu près le même nombre, ou un nombre très différent, de mutations?
Pourriez-vous avoir deux frères et s?urs issus des mêmes parents génétiques, l'un ayant un faible taux de mutations tandis que l'autre en a un élevé?
Une implication clinique importante est une personne avec un taux de mutation naturel élevé (cette étude suggère qu’elle pourrait être jusqu’à dix fois plus élevée qu’une personne avec un taux faible) et risquerait davantage de se tromper de diagnostic parce que les échantillons utilisés dans le test pourrait contenir des mutations non présentes dans d'autres cellules de leur corps.
Les chercheurs espèrent utiliser la nouvelle technologie et les nouveaux algorithmes pour examiner davantage de familles et répondre à des questions telles que l’effet de l’âge des parents et la manière dont différentes pressions environnementales pourraient influer sur les taux de mutation. Beaucoup de ces questions préoccupent beaucoup les futurs parents.
Awadalla a déclaré: "Nous devons également examiner d'autres types de mutations, telles que les variations structurelles au sein de notre code génétique".
"Variation des taux de mutation à l’échelle du génome dans et entre les familles humaines."
Donald Conrad, Jonathan EM Keebler, Mark A. DePristo, Sarah J. Lindsay, Yujun Zhang, Ferran Casals, Youssef Idaghdour, Chris Hartl, Carlos Torroja, Kiran V Garimella, Martine Zilversmit, Reed Cartwright, Guy A Rouleau, Mark Daly, Eric Une pierre, Matthew E Hurles et Philip Awadalla pour le projet 1000 Genomes.
Génétique de la nature, Publié en ligne le 12 juin 2011; doi: 10.1038 / ng.862
Sources supplémentaires: Institut Sanger du Wellcome Trust, Université de Montréal.
Rédigé par: Catharine Paddock, PhD

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