Rôle des Éléments Transposables dans l'adaptation rapide des néo-polyploïdes aux stresses environnementaux – POLYSTRESS

Les duplications du génome (DdG) sont récurrentes au cours de l’évolution des eucaryotes, initiant, selon qu’elles sont accompagnées ou non avec d’une hybridation interspécifique, des phases d’allo- ou d’auto-polyploïdie. Chez les plantes où les DdG sont particulièrement fréquentes, la polyploïdie est associée, au moins initialement, à un avantage adaptatif face aux pressions sélectives extrêmes. Néanmoins, les mécanismes génomiques conférant aux néo-polyploïdes ce potentiel d’adaptation rapide restent mal compris.
Dans ce projet, je propose de déterminer le rôle de la mobilisation des d’éléments transposables (ET) dans le succès initial des néo-polyploïdes. En effet, le contrôle épigénétique de l’activité des ET, impliquant notamment la méthylation de l’ADN chez les plantes, est fortement perturbé par les DdG. Or lorsque que les mécanismes de méthylation de l’ADN qui les ciblent sont affaiblis, la mobilisation des ET, souvent induite par le stress, est un puissant générateur de mutations à effet majeur. Dès lors, la mobilisation des ET pourrait représenter chez les néopolyploïdes un moteur d’exploration phénotypique majeur dans des environnements stressants.
Afin de m’affranchir des effets confondants possibles de l’hybridation, le projet repose sur l’utilisation d’un panel, déjà en partie constitué, de lignées néo-autotétraploïdes synthétiques d’Arabidopsis thaliana. En comparant ces néo-polyploïdes avec les lignées diploïdes appariées, je mesurerai 1) l’impact de la DdG sur la mobilisation des ET en réponse aux stress, j’identifierai 2) les mécanismes épigénétiques à l’oeuvre et enfin j’évaluerai 3) les conséquences fonctionnelles et adaptatives de cette transposition.
POLYSTRESS constituera la première étude mécanistique de l’impact épigénétique des DdGs sur la mobilisation des ET et sa contribution au potentiel d’adaptation rapide des néo-polyploïdes. Étant donné la forte prévalence de la polyploïdie, non seulement chez les plantes, mais aussi chez les champignons et les animaux, ces résultats ouvriront de nouvelles perspectives dans l’étude de l'adaptation rapide dans des contextes de pression sélective extrême, notamment les perturbations climatiques de plus en plus brutales auxquelles sont confrontés les écosystèmes du monde entier.