Derrière chaque grand homme, dit le dicton, il y a une grande femme. Et derrière chaque spermatozoïde, il peut y avoir un gène du chromosome X. Chez les humains, le chromosome Y fait des hommes, des hommes, du moins c’est ce que les chercheurs ont pensé : Il contient des gènes qui sont responsables de la détermination du sexe, du développement masculin et de la fertilité masculine. Mais une équipe vient de découvrir que le chromosome X – « le chromosome féminin » – pourrait également jouer un rôle important dans la masculinité. Il contient des dizaines de gènes qui ne sont actifs que dans les tissus destinés à devenir des spermatozoïdes. Cette découverte bouleverse nos idées sur la façon dont les chromosomes sexuels influencent le sexe et suggère également qu’au moins certaines parties du chromosome X jouent un rôle dynamique inattendu dans l’évolution.

Chaque mammifère possède une paire de chromosomes sexuels. Les femelles ont deux copies du chromosome X, et les mâles en ont une, ainsi qu’un chromosome Y. Le corps n’a besoin que d’une seule copie active du chromosome X, donc chez les femelles, la deuxième copie est désactivée. Il y a près de 50 ans, un généticien du nom de Susumu Ohno a proposé que cette désactivation ralentisse l’évolution du chromosome X, et il a prédit que ses gènes seraient très similaires chez la plupart des mammifères. David Page, généticien au Whitehead Institute for Biomedical Research de Cambridge, dans le Massachusetts, a voulu vérifier si cela était vrai entre les souris et les humains, que 80 millions d’années d’évolution séparent.

Bien que les génomes des deux espèces aient déjà été décodés, il y avait des lacunes et des erreurs dans la séquence d’ADN du chromosome X humain qu’il fallait d’abord combler ou corriger. À l’aide d’une technique de séquençage spéciale qu’elle a mise au point, l’équipe de recherche de M. Page a déterminé l’ordre des bases d’ADN dans ces lacunes – beaucoup d’entre elles contenaient de multiples régions d’ADN dupliquées qu’il était impossible de déchiffrer avec la technologie disponible lorsque le chromosome X a été séquencé pour la première fois. Les chercheurs ont ensuite comparé les gènes des versions murines et humaines du chromosome.

Les deux partagent une majorité de leurs quelque 800 gènes, rapportent Page et ses collègues en ligne aujourd’hui dans Nature Genetics. Ces gènes partagés, relativement stables, sont actifs chez les mâles et les femelles et existent en une seule copie sur les chromosomes. Les mutations de ces gènes précédemment décrits sont responsables des maladies récessives liées au chromosome X, comme l’hémophilie et la dystrophie musculaire de Duchenne. « Ce sont les gènes du chromosome X des manuels scolaires », dit Page.

Mais les recherches de son équipe ont permis de découvrir un autre côté, plus sauvage, de ce chromosome également. Il existe 144 gènes du chromosome X humain qui n’ont pas d’homologues chez la souris, et 197 de ces gènes de souris sont uniques. Sur les 144 gènes humains, 107 existent en copies multiples dans les régions dupliquées du chromosome X récemment séquencées et semblent évoluer rapidement. Sur la base de ces éléments, Page conclut que ces gènes sont apparus depuis que les ancêtres des souris et des humains se sont séparés les uns des autres.

« Je suis surpris par le grand nombre de gènes non partagés entre le X humain et le X de la souris », déclare Jianzhi Zhang, généticien évolutionniste à l’Université du Michigan, Ann Arbor, qui n’a pas participé à ces travaux. « Cette découverte suggère que le contenu génétique du chromosome X est probablement en train de changer tout le temps. »

Lorsque les gènes changent, ils ont la possibilité d’influencer l’évolution, et Page pense que les nouveaux gènes du chromosome X peuvent être particulièrement puissants. Certains gènes du chromosome X précédemment identifiés, par exemple, semblent avoir joué un rôle dans la spéciation des souris. Avec ses collègues, il a étudié huit tissus humains masculins et féminins pour commencer à voir ce que font ces gènes. Contrairement aux gènes X classiques, « dans de nombreux cas, ces gènes ne sont même pas exprimés chez les femelles », explique M. Page. Au contraire, ils sont actifs dans le testicule, principalement dans les tissus destinés à devenir des spermatozoïdes, rapporte l’équipe de Page. « Nous pensons que le chromosome X mène une double vie », dit-il, avec une partie stable qui se comporte comme le disent les manuels, et une autre partie qui change et influence les traits masculins.

Ailleurs dans le génome, les régions dupliquées « sont déjà connues pour avoir une immense importance biomédicale » dans le cancer et d’autres maladies, dit Page. Il espère que d’autres chercheurs commenceront à examiner de plus près si les gènes dans les régions dupliquées du chromosome X sont également importants, notamment en ce qui concerne la fertilité masculine et le cancer des testicules.

Zhang est prudent. « Nous devons d’abord connaître la fonction de ces gènes », dit-il, pour comprendre leur impact sur la santé et sur la spéciation. Une chose est sûre, cependant : « Les gens vont commencer à prêter attention à l’évolution récente du chromosome X. »