Génomique évolutive des senseurs de l'immunité innée: les familles NLR, RLR et CLR de type-2 chez l'homme – EVOLSENSORS

La génétique des populations humaines et la biologie évolutive des maladies infectieuses visent à identifier les signatures de la sélection naturelle laissées par les infections passées, que l'on détecte dans le génome des populations non-malades d'aujourd'hui. L'approche évolutive aide à mieux définir les fonctions redondantes ou non des gènes de la défense immunitaire, s'imposant comme un complément indispensable aux études de génétique médicale et épidémiologique. Par exemple, nous avons pu montrer que les récepteurs Toll-like chez l'homme ont évolué en deux groupes d'importances biologiques différentes. Le principal objectif de ce projet est la détection de la sélection naturelle sur les membres de trois autres familles clés de senseurs de la réponse immunitaire innée. Comme la plupart des régions génomiques évoluent sous neutralité, l'identification des régions soumises à la sélection reflète l'importance biologique de celles-ci dans les défenses immunitaires de l'hôte in natura. Dans le contexte de ce projet, nous nous concentrerons sur trois familles de senseurs anti-microbiens : les récepteurs NOD-like (NLRs), les récepteurs RIG-I-like (RLRs), et les lectines de type-C, type II (CLRs). Les 38 gènes à séquencer incluent : (i) les 22 membres de la famille des récepteurs intracellulaires NLRs (NOD1-NOD5, NALP1-NALP14, IPAF, NAIP et CIITA); (ii) les 3 membres de la famille des récepteurs intracellulaires antiviraux RLRs (RIG-I, MDA5 et LGP2), et (iii) les 13 membres de la famille des type-II CLRs (ASGR1, ASGR2, MGL, SRCL, Langerin, KCLR, Mincle, BDCA2, MCL, DCIR, Dectin-2, CD23 et LSECtin). Les deux membres manquant de cette dernière famille (DC-SIGN et L-SIGN) ont déjà été précédemment étudiés dans notre laboratoire. Afin de déterminer si la sélection naturelle a ciblé ces récepteurs, nous séquencerons tous les exons, une quantité équivalente de séquences introniques, et les régions potentiellement régulatrices de ces 38 gènes dans un panel de 190 individus sains d'origines ethniques différentes. Ensuite, des analyses informatiques poussées, ainsi que différents tests de neutralité, seront utilisés pour déterminer le type et l'intensité de la sélection naturelle agissant sur ces gènes. Ces tests, basés sur des comparaisons inter- et intra-espèces, nécessitent une caractérisation complète de la variabilité génétique obtenue par re-séquençage. De plus, nous prendrons en compte le bruit introduit par l'histoire démographique de l'homme, afin d'inférer de manière robuste l'action de la sélection naturelle. Les gènes montrant des signatures de la sélection seront étudiés plus en détail, afin d'identifier les allèles/haplotypes responsables de ces signatures. Pour cela, nous utiliserons des tests récemment développés basés sur les niveaux de déséquilibre de liaison. Enfin, nous déterminerons à l'aide d'algorithmes prédictifs les conséquences sur la fonction protéique des mutations sous sélection dans les populations humaines étudiées. L'identification des gènes (ou des familles de gènes) ciblés par la sélection naturelle nous permettra de (i) révéler quels gènes en particulier, ou quelle famille de récepteurs plus généralement, ont joué un rôle biologique majeur dans la défense immunitaire de l'hôte humain contre les agents infectieux ; (ii) distinguer, parmi les différentes récepteurs du système immunitaire inné, les gènes jouant un rôle essentiel et non-redondant de ceux qui présentent une redondance immunologique plus importante, et (iii) identifier les mutations/haplotypes sous sélection positive locale qui ont probablement un rôle fonctionnel. Plus généralement, ce projet nous permettra de mieux définir les acteurs clés de la réponse immunitaire innée, dont la variabilité génétique peut influencer nos différentes susceptibilités aux infections.