Essentials: Genes & the Inheritance of Memories Across Generations | Dr. Oded Rechavi

Bienvenue à Huberman Lab Essentials, où nous revisitons les épisodes passés pour les outils scientifiques les plus puissants et exploitables pour la santé mentale, la santé physique et la performance. Je suis Andrew Huberman, professeur de neurobiologie et d'ophtalmologie à la Stanford School of Medicine. Aujourd'hui, j'ai une discussion avec le Dr Oded Rakavi. Oded, merci beaucoup d'être ici. Mon plaisir. Aujourd'hui, je veux principalement parler des questions incroyables que vous explorez dans votre laboratoire, qui sont incroyablement importantes pour chacune de nos vies. Je pense que la plupart des gens ont une compréhension générale de ce que sont les gènes, l'ARN, etc. Mais peut-être pourriez-vous expliquer aux gens en termes très simples. Je vais juste commencer en disant que je pense que la plupart des gens comprennent que si deux parents ont les yeux bleus, il y a une probabilité plus élevée que leur progéniture ait les yeux bleus plutôt que bruns. Mais la plupart des gens comprennent et acceptent généralement que s'ils passent une partie de leur vie à étudier l'architecture, par exemple, s'ils ont des enfants, il n'y a pas de véritable raison génétique de supposer que leurs enfants seraient d'une manière ou d'une autre meilleurs en architecture parce qu'ils contiennent les connaissances par l'ADN de leurs parents. Ils pourraient y être exposés à la maison, ce qu'on appelle la nature-culture dans ce cas, mais ils n'hériteraient pas de connaissances. Aujourd'hui, j'espère que vous pourrez nous expliquer pourquoi la couleur des yeux, mais pas les connaissances, est considérée comme héréditaire et l'immense paysage de questions intéressantes que cela ouvre, y compris certaines preuves que, contrairement à ce que nous pourrions penser, certains types de connaissances au niveau des cellules et des systèmes peuvent être hérités. Donc, l'ADN est le matériel, les instructions génétiques contenues dans chacune de nos cellules. Nous avons l'ensemble des gènes, l'ensemble complet est appelé le génome, et il est présent dans chaque cellule de notre corps. Le même ensemble d'instructions. Les gènes sont faits d'ADN et de chromosomes qui sont contenus dans les chromosomes. Les chromosomes sont l'ADN et les protéines qui condensent l'ADN parce que nous avons une énorme quantité d'ADN dans chaque cellule qu'il faut condenser. Un peu comme du fil sur une bobine, n'est-ce pas ? D'énormes quantités que vous devez condenser. Et nous avons le même génome, le même ADN dans chaque cellule de notre corps. C'est bien d'avoir une analogie pour comprendre comment ça marche. C'est comme le livre IKEA que vous avez dans chaque cellule de votre corps, les instructions pour fabriquer tout ce dont vous avez besoin dans votre maison, les chaises, la cuisine, les tableaux, mais dans chaque pièce, vous voulez autre chose. Donc dans la cuisine, vous voulez des choses qui conviennent à la cuisine, et dans les toilettes, vous voulez des choses qui conviennent aux toilettes. Vous ne retirez donc qu'une page d'instructions particulière, qui est l'instruction de comment construire une chaise. Et vous la placez dans le salon. Et les toilettes, vous les mettez dans les toilettes. Donc le génome est l'instruction pour tout faire. C'est le livre IKEA. Et dans chaque cellule, nous prenons juste les instructions pour fabriquer un meuble particulier. Et c'est l'ARN. Et à la fin, vous construirez une chaise. La chaise est la protéine. C'est vrai pour un type particulier d'ARN qui est l'ARN messager. Et en fait, ce n'est qu'un petit pourcentage de l'ARN de la cellule. Nous avons donc un très grand génome et moins de 2 % de celui-ci code pour cet ARN messager. Cependant, une grande partie du génome est transcrite pour fabriquer de l'ARN qui fait d'autres choses. Certains de ces ARN, nous les comprenons, et beaucoup d'entre eux, nous ne les comprenons pas. Je pense que c'est une belle description et IKEA n'est pas un sponsor du podcast. Il est donc tout à fait juste d'utiliser le catalogue IKEA comme analogie pour l'ADN. Les instructions spécifiques pour des meubles spécifiques sont l'ARN et les meubles étant les protéines qui sont essentiellement fabriquées à partir de l'ARN en utilisant l'ARN messager. D'accord. Malgré le fait que les mêmes gènes sont contenus dans toutes les cellules du corps, est-il juste de dire qu'il y a fondamentalement une exception très importante qui est les cellules somatiques versus les cellules germinales. Voudriez-vous nous expliquer cette distinction ? Oui, chaque type de cellule est différent. Nous avons des cellules dans les jambes. Nous avons des cellules dans le cerveau. Dans le cerveau, nous avons des cellules qui produisent de la dopamine, des cellules qui produisent de la sérotonine, et ainsi de suite. Mais nous pouvons faire une distinction très importante entre les cellules somatiques et les cellules germinales. Les cellules germinales sont censées être les seules cellules qui contribuent à la prochaine génération, à partir desquelles la prochaine génération sera formée. Ainsi, chacun de nous est fait d'une combinaison de spermatozoïdes et d'ovules. Ce sont deux types de cellules germinales. Et puis ils fusionnent et vous obtenez un ovule fécondé et à partir de cette seule cellule, tout le reste du corps se développera et ce qui se passe dans le soma, c'est-à-dire toutes les cellules qui ne sont pas les cellules germinales, devrait rester dans le soma, ne devrait pas pouvoir contribuer à la prochaine génération. C'est très important et c'est considéré comme l'une des principales barrières à l'héritage des traits acquis, à l'héritage de la mémoire, et ainsi de suite, parce que, par exemple, comme l'exemple que vous avez donné avec l'apprentissage de l'architecture, si j'apprends l'architecture, l'information est codée dans mon cerveau et puisque mes cellules cérébrales ne peuvent pas transférer d'informations au sperme et à l'ovule parce que l'information est censée résider dans les connexions synaptiques entre différents neurones, dans des circuits particuliers qui se sont développés. Donc ce qui se passe dans le cerveau ne devrait pas pouvoir se transférer à la prochaine génération. Encore plus simple, un exemple plus simple : si vous allez à la salle de sport et que vous développez des muscles, vous savez que vos enfants devront s'entraîner seuls. Cela ne se produira pas. C'est quelque chose que nous savons intuitivement même si nous n'avons aucune connaissance en biologie. Cela est lié au fait que, comme nous l'avons dit au début, chaque cellule du corps a son propre génome et la prochaine génération ne se formera qu'à partir de la combinaison des génomes dans le sperme et l'ovule. Même si vous acquérez d'une manière ou d'une autre une mutation ou un changement dans votre ADN dans l'une des cellules cérébrales particulières, cela n'aurait pas d'importance car cette mutation, il n'y a aucun moyen de la transférer à l'ADN des cellules germinales qui contribueront à la prochaine génération. Il y a cette idée, et je vais le dire pour que vous n'ayez pas à le faire, qui remonte à Lamarck et à l'évolution lamarckienne, très controversée, n'est-ce pas ? Et peut-être même pas controversée, je pense que c'est très offensant même pour certaines personnes, cette idée d'héritage des traits acquis, l'idée que l'on pourrait se changer par une activité, utilisez l'exemple d'aller à la salle de sport, nous pourrions aussi utiliser l'exemple de quelqu'un qui devient coureur d'endurance, puis décide d'avoir des enfants avec un autre coureur d'endurance et a en tête l'idée que parce qu'ils ont beaucoup couru et pas seulement parce qu'ils étaient prédisposés à courir au départ, mais à cause de la distance qu'ils ont réellement courue, leur progéniture serait d'une manière ou d'une autre de fabuleux coureurs. Ce concept lamarckien est, nous le croyons, faux. Alors, comment parlons-nous de l'héritage des traits acquis ? Quel est le langage approprié pour encadrer cette discussion ? Lamarck, c'est ce qu'il croyait et il pensait que c'est ainsi que l'évolution progressait et plus tard Darwin a montré que c'est vraiment la sélection naturelle, la sélection des organismes qui contiennent déjà les qualités particulières sont sélectionnées en fonction de leur survie ou non dans des environnements particuliers et donc leur évolution progresse, ils deviennent plus communs et prennent le dessus. Ce sont deux explications très différentes. La façon la plus courante de les contraster est le cou des girafes. C'est l'exemple classique. Selon Lamarck, les girafes devaient étirer leur cou vers les arbres pour manger lorsque les arbres étaient hauts. Et à cause de cela, elles ont transmis ces traits, les longs cous, à leurs enfants qui avaient aussi de longs cous. Et selon Darwin, une girafe est née avec un long cou et a survécu parce qu'elle a mangé. C'est donc un matériel génétique héréditaire. Il ne connaissait pas la génétique mais il a pris le dessus et le reste des girafes qui ont des matériaux héréditaires différents meurent. C'est donc la sélection naturelle versus l'héritage des traits acquis. Et puis nous revenons à ces études sur l'héritage des traits acquis. Il y avait aussi des problèmes théoriques de pourquoi cela ne peut pas arriver, des barrières qui doivent être franchies pour que cela arrive. Et vous pouvez le réduire à deux barrières principales. La première barrière, nous l'avons mentionnée, c'est la séparation du soma du germe. Oui, les cellules somatiques peuvent changer en réponse à l'expérience, les spermatozoïdes et l'ovule, les cellules dites germinales, ne peuvent pas, c'est l'idée, ou elles sont isolées de ce qui se passe dans le soma. D'accord, l'homme qui a le premier réfléchi à cette barrière s'appelle Weismann, August Weismann, c'était au 19ème siècle, on l'appelle donc aujourd