DS0405 -

Evolution des génes et des génomes après duplication compléte – GenoFish

Résumé de soumission

Les duplications génomiques sont un thème récurrent dans l'évolution des vertébrés. Ainsi a titre d’exemple, le génome humain contient de nombreux gènes ou familles de gènes qui sont en fait le résultat d'une ou de deux duplications génomiques complètes (WGD) qui ont eut lieu avant l’émergence du groupe des vertébrés. Ces gènes en copies surnuméraires sont, en principe, disponibles pour l'évolution de nouvelles fonctions qui peuvent conduire à l'émergence de spécificités fonctionnelles et contribuer ainsi à la diversification de la vie sur Terre. L'évolution des gènes après duplication du génome est donc une question cruciale en génomique et biologie évolutive qui permet de comprendre les mécanismes par lesquels les génomes ont évolués et ont pu contribuer à l’évolution des différentes formes de développement et de physiologie chez les vertébrés. Malheureusement, nous ne disposons pas encore une connaissance suffisante des génomes de vertébrés pour répondre entièrement à cette question et les premières duplications génomiques complètes sont si anciennes qu'elles sont difficiles à étudier. Afin d'améliorer notre compréhension de l'évolution après ces duplications génomiques, notre projet se focalisera sur la duplication spécifique des poissons téléostéens (TGD) qui eut lieu il y a 320-350 millions d'années, après la scission entre la lignée des poissons téléostéens et la lignée des poissons holostéens. Cette TGD est d'un intérêt particulier pour l'étude de l'évolution des gènes parce les poissons téléostéens ont eut une radiation évolutive particulièrement importante et rapide après cet événement de duplication. En outre les génomes des poissons téléostéens ont conservés un grand nombre de gènes en double alors que d'autres gènes se sont pseudogénisés et sont revenus à une copie unique. Cette complexité supplémentaire a souvent été proposée comme une explication au rayonnement extraordinaire du groupe des poissons téléostéens qui représentent la moitié de toutes les espèces de vertébrés. Pour mieux appréhender ce problème, le projet GenoFish se propose de produire comme base de travail des séquences génomiques de haute qualité chez huit espèces de poissons soigneusement sélectionnés pour leurs positions taxonomiques clés par rapport à l'évolution des poissons téléostéens. Nous utiliserons pour cela une approche novatrice basée sur du séquençage de molécule unique en temps réel. A noter que cet objectif ambitieux n’aurait pas été possible il y a encore un an à un coût raisonnable et avec une qualité suffisamment élevée pour permettre de mettre en place une analyse comparative de génomes entiers sur autant d’espèces. Ces séquences génomiques après assemblage et annotation seront combinés avec des séquences génomiques et transcriptomiques publiques préexistantes, pour servir de base à des analyses d’évolution génomiques à hauts débits comprenant des analyses phylogénies, de synthénies, de recherche d’éléments non codants conservés, et d’expression génique. L’ensemble de ces résultats permettra aussi d’explorer quelques cas d’évolution particulière après duplication qui seront analysés par des approches de génomique fonctionnelles chez des poissons modèles. Les résultats de ce projet fourniront des réponses à l'échelle du génome sur l’évolution des gènes post duplication, de leurs régulations ou de leurs profils d'expression. En outre, et parce que ces duplications de gènes ont aussi un impact majeur sur la qualité de l'annotation des gènes chez les téléostéens, notre projet proposera, soutenu par les résultats de notre analyse évolutive, d’unifier la nomenclature des gènes chez les poissons téléostéens. Ce dernier point permettra de relier plus efficacement l'information fonctionnelle existante chez de nombreuses espèces de vertébrés, dont les principales espèces de poissons modèles, avec d'autres espèces de poissons d’intérêts biomédicaux ou économiquement pertinents pour lesquelles cette information n’est pas disponible.

Coordinateur du projet

Monsieur Yann GUIGUEN (Laboratoire INRA de Physiologie et Génomique des Poissons)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

GeT-PlaGe INRA UAR1209
U-Oregon Université Oregon
U-Lausanne Université Lausanne
IBENS Dyogen
LPGP Laboratoire INRA de Physiologie et Génomique des Poissons

Aide de l'ANR 453 257 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2017 - 48 Mois

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