Blanc SVSE 6 - Blanc - SVSE 6 - Génomique, génétique, bioinformatique et biologie systémique

Plant and Animal Genome Evolution – PAGE

L’histoire évolutive des génomes de plantes et d’animaux.

L’accès croissant à la séquence des génomes d’Eucaryotes durant la dernière décennie doit permettre de reconstruire l’histoire des plantes et des animaux au cours de 300-400 millions d’années d’évolution. La comparaison de ces génomes doit permettre de mettre en évidence leur ancêtre commun ainsi que les mécanismes moléculaires ayant donné naissance aux espèces modernes d’intérêt agricole.

Comparer les génomes pour mieux comprendre leur évolution et transférer les connaissances.

Compte tenu de l'impact socio-économique des végétaux et des animaux et de l'explosion récente de la capacité de séquençage des génomes, le projet PAGE vise à fournir, pour la première fois, une vision claire de l'évolution des génomes de plantes et d’animaux par une approche globale et robuste de génomique comparative (objectif de recherche fondamentale) ainsi que les outils permettant de transférer les connaissances des espèces modèles vers les espèces plus complexes (recherche finalisée).

La paléogénomique, étude de la structure et de la fonction des génomes ancêtres des espèces vivant à l’heure actuelle, est appréhendée dans le cadre du programme PAGE par la modélisation de la structure génomique minimale, considérée comme ancestrale, à partir de la comparaison des génomes des espèces actuelles, i.e. la génomique comparée. Ces génomes ancestraux reconstruit permettent d'étudier précisément l'évolution des gènes et leurs réseaux mais aussi les séquences intergéniques.

Le programme PAGE a permis de suggérer que les plantes (précisément angiospermes) modernes sont issues d’ancêtres constitués de 5 à 7 chromosomes ancestraux (10 000 gènes) et les animaux (précisément vertébrés) d’ancêtres constitués de 10 à 12 chromosomes (20 000 gènes). Ces espèces ont alors évolué par duplication spontanée de leurs génomes. Le programme PAGE s'attache désormais a étudier l'impact des duplications sur l'évolution des gènes et leurs réseaux et ainsi que les séquences répétées.

Le programme PAGE délivrera des outils applicables à des fins de génomique translationnelle, c'est à dire le transfert d'information (structure et fonction des gènes) à partir de génomes modèles vers les génomes plus complexes. Cet outil pourrait permettre à terme d’identifier précisément par exemple le gène Humain apparenté à un gène de souris impliquée dans une pathologie ou un gène de blé apparenté à un gène de riz ayant un impact favorable sur le rendement.

1-Murat F et al. (2012) GENOME BIOLOGY & EVOLUTION, 4(9):917-28.
2-Abrouk M et al. (2012) PLANT CELL, 24(5):1776-92.
3-Salse J (2012) CURRENT OPINION IN PLANT BIOLOGY. 15(2):122-30.
4-Louis et al (2013) NUCLEIC ACID RESEARCH. 41, D700–5.

Given the socio-economic impact of plant and animals and the recent explosion of worldwide sequencing capacity, it is essential to develop tools to handle what will become a massive amount of information from sequenced genomes. The current PAGE proposal aims at developing tools to compare genomes to gain insight into plant and animal genome evolution since their common ancestors in terms of genome organisation (gene and repeated sequences) and the development of applicable tools for translational genomics purposes, i.e. transferring information (candidate genes, molecular markers) from sequenced genomes to non-sequenced ones, especially for genetic/physical mapping and future genome sequencing. The PAGE program will develop resources and approaches in comparative genomics and deliver public applicable tools for the scientific community. The program involves six French academic partners from INRA (4 research groups) and CNRS (2 research groups) recognized through their publication records and ongoing collaborations as pioneers and major scientific groups in the field of plant and animal evolutionary genomics. The current PAGE project aims at providing, for the first time, clear insight into genome evolution through a comprehensive and robust comparative evolutionary genomics analysis in both plant and animals. This project will deliver fundamental knowledge (based on the elucidation of key molecular mechanisms driving genome evolution) and fundamental tools (based on translational genomics-based tools to elucidate key traits in non-sequenced genomes) that will be made accessible to the scientific community.

Project coordinator

INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE CLERMONT FERRAND THEIX (Laboratoire public)

The author of this summary is the project coordinator, who is responsible for the content of this summary. The ANR declines any responsibility as for its contents.

Partner

INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE -CENTRE DE RECHERCHE DE TOULOUSE
INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE CLERMONT FERRAND THEIX
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR PARIS B
INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE VERSAILLES GRIGNON
INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE -CENTRE DE RECHERCHE DE TOULOUSE
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE LANGUEDOC-ROUSSILLON

Help of the ANR 426,000 euros
Beginning and duration of the scientific project: August 2011 - 48 Months

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