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Lectures Year : 2021

Genetic selection by plague pandemics

Sélection génétique par les pandémies de peste

Mara Emilia Carloni
  • Function : Author
  • PersonId : 1090876
Javier Pizarro-Cerdá
Christian E. Demeure

Abstract

Living organisms best fitted to survive and reproduce are the winners of the natural selection process. Infectious diseases are thought to exert a strong selection pressure on the immune system, thus contributing to eliminate deleterious genes and to positively select genetic variants providing a survival advantage. Because of the enormous death toll payed by mankind to historical plague pandemics, the highly pathogenic bacteria Yersinia pestis probably favored the selection of such genetic variants among survivors. Methods to evidence these effects have considerably evolved in the last decades with the onset of mass genome sequencing and exploding computation capacities, favoring the development of population genetics approaches such as genome-wide association studies (GWAS) over a priori candidate-gene approaches. In this review, early and recent studies and hypotheses on natural selection by plague are gathered and the related immune mechanisms described, when available. Several genes which may have been selected by plague are associated with susceptibility to inflammatory or autoimmune diseases, highlighting the impact of mutations affecting immunity-related genes. Finally, how effects of natural selection on the pathogen itself and its animal hosts mirrors those in man is proposed.
Les organismes vivants les mieux adaptés à survivre et se reproduire sont les grands gagnants du processus de sélection naturelle. Les maladies infectieuses exercent une forte pression de sélection sur le système immunitaire, contribuant à éliminer des allèles délétères et à sélectionner positivement les variants amenant un avantage en termes de survie. Du fait que l’humanité a payé un tribut énorme à la peste en nombre de morts durant les pandémies historiques, la bactérie Yersinia pestis, hautement pathogène, a probablement favorisé la sélection de tels variants génétiques chez les survivants. Les méthodes pour analyser ces effets ont considérablement évolué durant les dernières décennies avec l’arrivée du séquençage de génome à haut débit, et l’explosion de la puissance de calcul des ordinateurs, amenant les approches de génétique des populations telles que les études d’association pangénomiques à prendre le pas sur les approches ciblées sur des gènes candidats déterminés a priori. Dans cette revue, les études anciennes et récentes et les hypothèses sur la sélection naturelle par la peste sont présentées et les mécanismes immunitaires correspondants sont décrits lorsqu’ils sont connus. Une série d’allèles qui auraient été sélectionnés par la peste sont associés à une sensibilité accrue à d’autres maladies, mettant l’accent sur l’impact des mutations affectant les gènes liés à l’immunité. Finalement, les effets de la sélection naturelle sur le pathogène lui-même et les animaux réservoirs sont présentés.
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pasteur-03140260 , version 1 (12-02-2021)

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  • HAL Id : pasteur-03140260 , version 1

Cite

Mara Emilia Carloni, Javier Pizarro-Cerdá, Christian E. Demeure. Sélection génétique par les pandémies de peste. Doctorat. France. 2021. ⟨pasteur-03140260⟩

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