Rasmus Nielsen et Ziheng Yang

Grâce à leurs travaux collaboratifs et complémentaires, Rasmus Nielsen et Ziheng Yang ont transformé l’évolution moléculaire en créant des méthodes statistiques et des outils informatiques qui révèlent comment les génomes évoluent au fil du temps. Leurs contributions ont permis de distinguer les effets de la sélection naturelle de ceux de la démographie et de la dérive génétique, et ainsi d’exploiter le volume en expansion rapide des données génomiques pour déduire l’adaptation évolutive. Ensemble, ils ont contribué à établir un cadre quantitatif rigoureux pour l’étude de l’adaptation, de la démographie et de la spéciation. Leurs méthodes sont désormais utilisées dans l’ensemble de la biologie évolutive, de la génétique humaine et de la génomique comparative, permettant aux chercheurs de tester des hypothèses qui n’étaient auparavant accessibles que par une interprétation qualitative et d’évaluer explicitement l’incertitude.

Yang et Nielsen ont développé conjointement des modèles de codons basés sur la vraisemblance pour détecter l’adaptation moléculaire. Ces modèles décrivent comment les changements se produisent entre les codons à trois lettres qui codent les acides aminés, tout en tenant compte de la structure du code génétique et des différences de taux d’évolution entre les sites et les lignées. Ils permettent aux chercheurs de distinguer la sélection neutre ou négative de la sélection positive à des positions particulières d’une protéine et le long de branches évolutives spécifiques. Ces méthodes sont devenues des outils stan-dard pour identifier les changements moléculaires adaptatifs chez un large éventail d’organismes. Nielsen et Yang ont également contribué à l’élaboration de cadres statistiques permettant de distinguer les effets de la structure des populations, de la migration et de l’ascendance commune de ceux de la sélection naturelle.

Ziheng Yang a établi les fondements théoriques et computationnels essentiels de l’analyse phylogénétique moderne. Il est le principal développeur de PAML, l’un des logiciels les plus largement utilisés pour analyser l’évolution moléculaire par la méthode du maximum de vraisemblance. Il a été le pionnier de modèles tenant compte de la variation des taux d’évolution entre les sites de séquence, a développé des méthodes basées sur la coalescence multispécifique pour expliquer les différences entre les arbres génétiques et les arbres des espèces, et a mis au point des algorithmes permettant d’estimer les phylogénies et les temps de divergence lorsque les taux d’évolution varient entre les lignées. Ses travaux ont donné à l’inférence statistique des processus d’évolution moléculaire une base solide et largement applicable, et ont mis l’analyse évolutive avancée à la disposition des chercheurs de toutes les sciences de la vie.

Rasmus Nielsen a étendu les méthodes statistiques de l’évolution à la génomique des populations et les a appliquées à des questions empiriques majeures. Il a développé des approches puissantes pour détecter les balayages sélectifs, phénomènes au cours desquels une mutation bénéfique voit sa fréquence augmenter rapidement et modifie les schémas de variation génétique dans la région environnante. Il a utilisé ces méthodes pour mettre au jour des exemples importants d’adaptation humaine, notamment le rôle d’un variant du gène EPAS1 dérivé des Denisoviens dans l’adaptation à la haute altitude chez les Tibétains et les changements génétiques liés au métabolisme des acides gras chez les Inuits du Groenland.

Ensemble, Yang et Nielsen ont su associer la théorie de l’évolution, l’inférence statistique et les données génomiques d’une manière particulièrement fructueuse. Leurs travaux ont fourni à la fois les fondements conceptuels et les outils pratiques nécessaires pour identifier les bases moléculaires de l’adaptation, reconstituer l’histoire évolutive des espèces et des populations, et comprendre comment la sélection a façonné la biodiversité à travers l’arbre de la vie et au sein de notre propre espèce.