Explorer l'étendue, les voies et le devenir des transferts horizontaux dans les génomes nucléaires des plantes – EXOTICA

Les transferts horizontaux (THs) sont le mouvement du matériel génétique entre des espèces distantes par des mécanismes autres que la reproduction sexuelle. Chez les procaryotes, les THs sont bien connus pour être une source de nouveaux traits adaptatifs, comme la dissémination de gènes impliqués dans la résistance aux antibiotiques. Au cours de la dernière décennie, il est devenu de plus en plus évident que les THs peuvent également conduire à des sauts évolutifs majeurs chez les eucaryotes, comme les plantes, et à des adaptations très rapides à de nouvelles niches écologiques qui ne seraient pas possibles uniquement par des mutations génétiques standard. Cependant, on sait peu de choses sur leur fréquence, leur impact évolutif et le type d'interactions biotiques qui favorisent les THs entre plantes. Alors que les relations hôte-parasite semblent être une voie majeure des THs, un nombre croissant de cas de transferts rapportés ces dernières années impliquent des espèces qui ne partagent pas contact intime cellule-à-cellule. Cela soulève la question des voies alternatives des THs entre espèces qui ne sont pas en relation physique étroite et de l'implication possible de vecteurs.
Avec l'avènement des technologies de séquençage de nouvelle et troisième génération et l'augmentation substantielle des données génomiques chez les plantes, il devient possible d'évaluer l'étendue et les voies des THs à une échelle sans précédent. Si ces technologies de séquençage ont permis une augmentation massive des données génomiques de plantes et d'autres organismes, de nouveaux défis doivent être relevés non seulement en termes d'analyse bioinformatique de grands jeux de données, mais aussi pour la caractérisation automatique des THs. À ce jour, aucune étude n'a été menée à l'échelle du génome entier et pour un grand nombre d'espèces végétales. En effet, la plupart des études précédentes sur les THs se sont focalisées sur certains types de gènes ou seulement sur certaines classes d'éléments transposables (TEs) et sur un nombre limité d'espèces de plantes.
Le projet EXOTICA vise à relever ces défis en proposant des approches innovantes de génomique comparative pour la caractérisation des THs qui pourraient traiter de grands jeux de données génomiques afin de déterminer l'étendue, les voies possibles et la nature des interactions biologiques favorisant les HTs chez les plantes. Nous avons récemment développé de nouvelles approches bioinformatiques qui cherchent à caractériser les HTs à l'échelle du génome entier et sans aucune connaissance préalable sur l'annotation du génome. Grâce à ces outils, nous caractériserons les HTs à une échelle sans précédent en comparant des milliers de génomes disponibles publiquement et en séquençant le génome de plusieurs espèces de plantes issues d'un écosystème naturel : la forêt de la Massane située dans le sud de la France. EXOTICA jettera les bases d'une compréhension exhaustive des voies de transmission des THs et du type d'interactions biotiques les favorisant entre plantes non-parasites. Nous testerons également l'hypothèse de l'implication de vecteurs tels que les bactéries, les champignons ou les insectes dans le transfert d'ADN entre plantes.