– GENEMOBILE

Le nombre de génomes séquencés a augmenté de manière exponentielle ces dernières années et a clairement établi l?importance des éléments transposables (ET) dans les génomes. Les ET sont des séquences d?ADN moyennement répétées qui ont la capacité de se déplacer (ou transposer) au sein des génomes. Cette caractéristique en fait des partenaires importants dans l'évolution des génomes, et leur existence a grandement influencé notre vision actuelle d?un génome dynamique. En particulier, il est établi que ces éléments ont eu, et ont encore, une influence importante dans la création de la variabilité nécessaire à l'adaptation des populations et à l'évolution des espèces. Chez la drosophile, les ET constituent environ 15% du génome (le nombre de familles différentes est estimé à au moins 80) et seraient responsables de 50 à 85% des mutations spontanées observées. Chez l'homme, cependant, ils représentent plus de 45% du génome, mais ne seraient responsables que de 1 à 2% des mutations. La différence du nombre de mutations dues aux ET entre l'homme et la drosophile montre clairement qu'il y a eu mise en place de mécanismes s'opposant à leur pouvoir envahissant et mutagène qui diffèrent entre les deux espèces. L'une des questions les plus fondamentales concernant la génétique des populations et de la génomique fonctionnelle est donc de déterminer comment les génomes et les populations régulent l'activité de tels éléments. Le programme que nous proposons s?inscrit donc dans l?étude de l?impact des ET dans l?évolution des génomes et des populations. Les interactions entre ET et génomes hôtes sont encore loin d?être bien comprises, mais sont peut-être la clé pour la compréhension des interactions génotype-environnement (Biémont et Vieira, 2006). Nous proposons ainsi deux approches pour avoir une meilleure connaissance du dialogue ET-génome hôte, avec nos systèmes modèles que sont les populations naturelles de Drosophila melanogaster et D. simulans. En premier lieu, nous analyserons de façon approfondie un ensemble d'ET sélectionnés (voir programme détaillé) au niveau moléculaire et fonctionnel. Nous caractériserons chaque élément concernant sa structure, sa localisation dans le génome et son niveau d?expression, et nous réaliserons des essais de transposition par différents mécanismes (croisements spécifiques d'individus, injection dans des souches vides d'ET, test de constructions en culture de cellules). Le deuxième volet du projet va concerner plus spécifiquement les mécanismes de régulation du génome hôte. Nous analyserons les facteurs épigénétiques qui peuvent êtres responsables d?une augmentation de l?activité des ET et ainsi d?invasions génomiques. Nous serons donc capables d?associer une structure d?ET avec un contrôle épigénétique particulier. Cette approche de génétique moléculaire des populations sera accompagnée d'analyses bioinformatiques qui caractériseront les séquences d'ET présents dans les génomes séquencés de D. melanogaster et D. simulans, dans ceux des 10 autres espèces de drosophile et d?autres insectes, ainsi que dans les génomes de différentes lignées de D. simulans qui seront bientôt disponibles. Nous aurons ainsi une vision globale de l?histoire évolutive de ces éléments et ainsi que des profils de délétion/substitutions se produisant dans les copies et reflétant les patrons de mutation/selection qui s'exercent sur ces séquences. Les analyses bioinformatiques seront aussi utilisées pour compléter les analyses moléculaires. Depuis les années 80, notre vision concernant la façon dont on a interprété l?impact des ET dans l?évolution des génomes a été bouleversée. Il est maintenant bien admis que même si les ET sont majoritairement délétères pour l?hôte, la variabilité génétique induite par leur présence et par leur transposition est d?une importance capitale pour l?évolution des génomes. Nous avons cependant encore de faibles connaissances sur les processus qui conduisent à l?activation des ET et de la manière dont se produisent les vagues de transposition/inactivation des ET dans les génomes. Ce programme a donc comme objectif d?obtenir des informations sur la régulation de certains éléments dans les populations naturelles. Les éléments sélectionnés appartiennent à différentes familles qui sont de bons représentants des formes endogènes de rétrovirus et des éléments de type LINE. La comparaison de la dynamique de ces ET nous donnera des indications sur l?évolution des génomes et sur la vitesse de cette évolution.