Pourquoi n’avons-nous pas de queue ? Une insertion génétique répond enfin à l’énigme

Parmi les caractéristiques qui distinguent les grands singes des autres primates, l'absence de queue est l'une des plus frappantes. Les macaques ont une queue, les babouins aussi, les gibbons également. Mais les chimpanzés, les bonobos, les gorilles, les orangs-outans et les humains n'en ont pas. Cette distinction anatomique, observée depuis le XVIIe siècle, n'avait jamais reçu d'explication moléculaire satisfaisante. Une étude publiée dans Nature en février 2024, signée par Bo Xia, Itai Yanai et leurs collègues du NYU Grossman School of Medicine et du New York Genome Center, comble cette lacune avec élégance.¹

Le gène TBXT et le contrôle de la queue

Le gène TBXT (aussi connu sous le nom de T-box transcription factor T) est présent dans le génome de tous les vertébrés et joue un rôle central dans le développement de la partie postérieure du corps, notamment la notocorde et les structures qui donnent naissance à la queue. Des mutations dans ce gène sont associées, chez la souris, à l'absence ou à la réduction de la queue. Ce gène est donc un candidat naturel pour expliquer l'absence de queue chez les grands singes. Mais jusqu'à présent, aucune mutation clairement causale n'avait été identifiée.

Bo Xia, alors doctorant, a eu l'idée de chercher non pas dans les régions codantes du gène, mais dans ses introns, ces séquences non codantes situées entre les exons. L'intuition s'est révélée payante : dans l'intron 6 du gène TBXT, présent chez tous les grands singes et les humains mais absent chez les singes à queue comme les macaques, il a découvert une insertion d'un élément Alu de type AluY. Les éléments Alu sont des séquences d'ADNADNMolécule porteuse de l'information génétique, utilisée pour reconstruire les liens de parenté entre espèces.→ répétées, longues d'environ 300 paires de bases, dérivées d'une ancienne molécule d'ARN. Ils constituent environ 10 % du génome humain et sont capables de "sauter" dans de nouveaux emplacements génomiques.

Un épissage alternatif qui supprime la queue

La présence de l'élément AluY dans l'intron 6 du TBXT n'est pas anodine : elle modifie la façon dont l'ARN messager du gène est produit. Par un mécanisme d'épissage alternatif, l'élément Alu favorise l'exclusion de l'exon 6 lors de la maturation de l'ARNm, produisant une protéine TBXT tronquée. Cette protéine raccourcie interfère avec la version normale, réduisant l'activité globale du gène TBXT pendant le développement embryonnaire. Or c'est précisément pendant cette fenêtre que la queue se forme, chez les espèces qui en ont une.

Pour valider cette hypothèse, Xia et ses collègues ont introduit la même insertion AluY dans le gène TBXT de souris par édition génomique (CRISPR-Cas9). Les souris modifiées ont présenté des queues réduites ou absentes, avec une variabilité importante d'un individu à l'autre. La démonstration est convaincante : c'est bien cette insertion qui est responsable de l'absence de queue chez les grands singes et les humains, survenue il y a 20 à 25 millions d'années chez un ancêtre commun.

L'avantage évolutif et son prix inattendu

La question naturelle est : pourquoi cette mutation a-t-elle été sélectionnée ? Perdre sa queue représente un avantage pour des primates qui se déplacent en se balançant de branche en branche (brachiateurs) ou qui adoptent une posture plus verticale. Sans queue à équilibrer, la locomotion arboricolee et bipède est facilitée. Mais les expériences sur les souris ont révélé un effet secondaire préoccupant : une proportion non négligeable des souris modifiées présentent des malformations du tube neural, des anomalies du développement de la colonne vertébrale connues sous le nom de spina bifida.

Les chercheurs suggèrent que cette vulnérabilité au spina bifida pourrait expliquer pourquoi cette malformation est relativement fréquente chez les humains (environ 1 pour 1 000 naissances), contrairement aux rongeurs. L'absence de queue aurait donc été sélectionnée malgré un risque accru de malformations du tube neural, parce que l'avantage locomoteur l'emportait sur le coût en termes de fitness. C'est un exemple remarquable des compromis évolutifs qui ont façonné notre anatomie : nous n'avons pas de queue, et nous en payons encore le prix génétique, des millions d'années plus tard.