Prise en compte des éléments transposables et de leur variation épigénétique dans les études de la relation génotype-phénotype – STEVE

Les études d'association pangénomique (GWAS) n'expliquent qu'une partie de la variation phénotypique héritable. Une des raisons clés en est que les GWAS ont largement négligé jusqu’à ce jour les séquences d'éléments transposables (ET), malgré leur prévalence et leurs effets souvent considérables sur l'expression des gènes. Chez les plantes et les mammifères, les ET sont de plus ciblés par des mécanismes épigénétiques, notamment la méthylation de l’ADN, susceptibles de participer aussi à l’héritabilité. Cette ignorance des ET dans les GWAS découle d’une part de leur nature répétée et de leurs propriétés épigénétiques, qui compliquent leur prise en compte à partir des données de séquençage par lectures courtes et d’autre part des problèmes statistiques que posent la prise en compte de variants d’insertion d’ET, du fait de la grande complexité de ce type de variants. Le projet interdisciplinaire que nous proposons a pour objectif d’inclure les polymorphismes d’insertions d’ET et d’état de méthylation de l’ADN de ces séquences dans les études génotype-phénotype, en utilisant comme preuve de concept la plante modèle Arabidopsis thaliana et en développant de nouvelles approches d'apprentissage statistique. Nos deux objectifs principaux sont d’une part de mesurer et comprendre l’épivariabilité des ET et d’autre part de mettre en place un cadre méthodologique permettant l'intégration dans les GWAS des variations alléliques et épialléliques causées par les ET. Les résultats de notre projet auront potentiellement une très grande portée étant donné l'ubiquité des séquences d’ET dans les génomes eucaryotes et les similarités substantielles entre les plantes et les mammifères dans les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le contrôle épigénétique des ET. Notre ambition est de fournir un nouveau cadre pour disséquer la base génétique des traits complexes, en prenant en compte la complexité que les (épi)variants d’ET apportent aux études génétiques, avec des applications directes pour la santé humaine et l'agriculture.