Le projet evolution@home vient de communiquer ses premiers résultats depuis son adaptation à Boinc sur le projet yoyo@home (liens : anglais / allemand)

"Les premières analyses des processus d'évolution avec le simulateur005 sont maintenant disponibles en téléchargement gratuit. Le principal résultat établit que le modèle standard actuel de l'évolution de l'ADN mitochondrial humain est incomplet, car il prédit l'extinction de la lignée humaine en moins de 20 millions d'années. Tandis que la recherche de développements convenables au modèle standard est enclenchée, ce travail fournit une nouvelle raison de combattre toute forme de pollution pouvant nuire à notre ADN.

Evolution@home a été conçu pour agréger la puissance de calcul des ordinateurs reliés à Internet. Ces ordinateurs sont alors utilisés pour simuler certains problèmes de biologie évolutionniste, comme par exemple le "cliquet de Müller", un processus qui peut conduire à l'accumulation de mutations génétiques délétères (mutations défavorables) dans les populations asexuées. Bien que l'écrasante majorité des espèces ont une sexualité (c'est-à-dire qu'ils échangent leur matériel génétique),  les exceptions intéressent fortement les biologistes. En effet, ces exceptions permettent de tester les différentes théories. L'ADN mitochondrial fait partie de ces exceptions, les mitochondries sont présentes dans chacune de nos cellules et jouent en quelque sorte le rôle d'une usine électrique miniature. Le génome des mitochondries est exposé à certains risques, et des mutations défavorables de son ADN sont relativement fréquentes. Cependant, personne à ce jour n'a encore simulé les conséquences de l'accumulation de ces mutations chez l'Homme, car ce travail nécessite d'importantes ressources de calcul.

Ces dernières années, evolution@home a permis de rassembler l'équivalent de 100 années de calcul dans sa quête d'une meilleure compréhension des conséquences des mutations faiblement délétères. Le fait que ces mutations ne soient que faiblement défavorables explique qu'elles ne peuvent pas être éliminées par la voie de la sélection naturelle. Le récent travail qui vient d'être publié (lien, PDF 1.7Mo), utilise des simulations à la pointe des derniers développements du modèle classique simulant le processus d'évolution de l'ADN mitochondrial chez l'Homme.  L'objectif était de prédire combien de temps il faudrait pour dégrader les fonctions des mitochondries à un point tel que cela mettrait en péril la survie même de la lignée humaine.

Les résultats révèlent qu'il faudrait moins de 20 millions d'années pour que l'accumulation de mutations faiblement délétères arrive à ses tristes fins. C'est donc le paradoxe du déclin génomique, puisque le génome mitochondrial de l'Homme actuel est beaucoup plus ancien. De nombreuses solutions permettent de résoudre ce paradoxe, un travail est d'ailleurs mené pour déterminer quelles solutions pourront être retenues.  Parmi les explications possibles, on peut citer la réversion des mutations, les recombinaisons génétiques sporadiques, les mutations compensatoires et toute une liste d'autres facteurs biologiques qui ont été ignorés dans le modèle standard. Davantage de simulations devront être lancées sur evolution@home et de nouveaux simulateurs devront être créés pour résoudre cette question.

Ce travail permet également de présenter des résultats plus concrets. Les simulations ont montré que l'accumulation de mutations génétiques défavorables est extrêmement sensible à la vitesse à laquelle ces changements surviennent au sein de chaque génération. Si nous augmentons la brutalité de ces changements, suite par exemple à une contamination de l'air par des agents radioactifs, alors, il y aura exponentiellement plus de mutations défavorables, ce qui implique que ces mutations seront portées par tous les humains dans les générations suivantes. Cela signifie que les maladies génétiques de toutes sortes vont devenir de plus en plus fréquentes et même si nous prenons en compte les scénarios les plus optimistes sur l'avenir des biotechnologies médicales, la médecine ne serait pas en mesure de stopper cette tendance. Le cancer et les maladies mendélienne comme la mucoviscidose font partie de tout un tas de raisons pour lesquelles nous devons réduire au minimum la vitesse de l'altération artificielle du génome. La perspective à long terme fourni par cette nouvelle étude nous incite à agir."

* Le coefficient de sélection est égal à la différence entre 1 et ω
ω représente la valeur sélective relative qui est égale au rapport entre la valeur sélective absolue W et la plus forte valeur sélective absolue (Wmax) observée dans la population prise en compte ( W / Wmax).
La valeur sélective est un concept central en théorie de l'évolution. Elle décrit la capacité d'un individu d'un certain génotype à se reproduire. C'est une mesure de la sélection naturelle. On peut évaluer la valeur sélective d'un individu (aussi appelée succès reproducteur) par son nombre de descendants à la génération suivante. La valeur sélective ω d ’un génotype correspond au nombre de descendants viables et fertiles que produit en moyenne chaque individu de ce génotype à la génération suivante. Valeur sélective = Survie x Fécondité. Source wikipédia