Evolution de l'immunité germinale dirigée contre les transposons – EGLIT

Contexte : Le génome de tous les organismes vivants contient des éléments transposables (ET) qui augmentent leur nombre de copies de manière égoïste, affectant potentiellement la valeur adaptative de l'hôte. Bien que les ET puissent représenter plus de 50% du génome de l'hôte, la plupart d'entre eux sont réprimés par différents mécanismes de défense, notamment par des petits ARNs synthétisés à partir des piRNA clusters qui fonctionnent comme un "système immunitaire adaptatif" non conventionnel. Lors d'un changement d'hôte par transfert horizontal, les ET peuvent envahir la lignée germinale d'espèces naïves éloignées, et ce, de manière pandémique.
Questions : Le transposon P est l'élément le mieux étudié qui a permis d'établir un modèle d'étude de transfert horizontal d'un ET et de comprendre la dynamique d'invasion du génome des populations mondiales de Drosophila melanogaster à partir d'espèces néotropicales du groupe willistoni comme espèce donneuse. Bien que les mécanismes de régulation de l'élément P soient bien connus chez D. melanogaster, nous manquons d'informations sur 1. leurs distributions et leurs signatures évolutives au sein des espèces réservoirs ancestrales du groupe willistoni, 2. leurs modes de répression génétique et/ou épigénétique dans la lignée germinale et 3. les interactions possibles entre les différents variants d'éléments P que nous avons récemment identifiés au sein des espèces du groupe willistoni.
Approche expérimentale: Pour répondre à ces questions, notre consortium composé de partenaires autrichiens et français a récemment collecté des drosophiles néotropicales en Amérique Centrale et du Sud (238 lignées isofemelles), et découvert que les espèces du groupe willistoni contiennent des P canoniques ancestraux, que nous avons appelés " éléments P protocanoniques " (pcP), qui diffèrent des P canoniques (cP) de D. melanogaster et D. simulans au niveau de motifs cis-régulateurs et de la séquence de la transposase. Dans une expérience pilote, nous avons de plus identifié des petits ARNs ovariens dont la taille correspond à celle des piRNAs (ARNs interagissant avec les protéines PIWI) et complémentaires aux séquences P. Cela suggère l'existence d'une répression germinale basée sur les piRNAs chez willistoni. En outre, les espèces hôtes néotropicales willistoni peuvent être classées en quatre stades évolutifs : EXTINCTION (seulement des copies de pcP très délétées de 200 pb correspondant à des P-MITEs chez D. insularis), ÉROSION (des copies pcP de taille complète et délétée chez D. paulistorum et D. tropicalis), ACTIVITÉ (copies de pcP encore fonctionnelles chez D. equinoxialis) et REMPLACEMENT (perte complète des copies de pcP, à l'exception des P-MITEs, remplacées par des copies de pcP d'origine inconnue chez D. willistoni).
Originalité : Ce système unique nous permettra de découvrir les interactions et les scénarios évolutifs entre les ET et les systèmes de régulations au sein de leurs espèces réservoirs ancestrales ainsi que dans des espèces hôtes récentes comme D. melanogaster, en combinant la génétique des populations, l'épigénétique, la génomique avec des tests fonctionnels in vitro et in vivo.
Principaux chercheurs impliqués : Notre consortium impliqué dans ce programme de recherche fondamentale est composé des équipes de L. Teysset, Paris, A. Hua-Van, Paris-Saclay et W.J. Miller, Vienne. Grâce au système modèle de la drosophile, nous souhaitons ainsi mieux comprendre les mécanismes d'interactions homéostatiques entre le génome des espèces hôtes ancestrales et leurs composants d'ADN mobiles potentiellement actifs.