diversité et évolution des répertoires d`éléments - Master-bee

MASTER ECOLOGIE
M2 Spécialité GEB - Coloration Recherche
Thématique Ecologie, Evolution, Biodiversité
Intitulé du stage : Le génome dynamique : diversité et évolution des répertoires d'éléments
transposables chez Arabidopsis lyrata et A. halleri
Responsables du stage : Sylvain Legrand (MCF) et Vincent Castric (CR1 CNRS)
Laboratoire(s) de Rattachement : EEP – Evolution, Ecologie et Paléontologie
Mail : [email protected], [email protected]
SUJET DU STAGE
Le génome d’un organisme est constitué d’une diversité d’éléments génétiques, incluant souvent
relativement peu de gènes codant des protéines, mais à l’inverse un nombre parfois très
important d’éléments dits transposables, ayant la capacité de se multiplier de façon autonome au
sein de l’écosystème particulier que constitue le génome. Au cours de l’évolution, les génomes ont
à leur tour développé un arsenal de défense leur permettant de contrer la prolifération de ces
« parasites ultimes ». Etudier cette fraction du génome particulièrement dynamique permet de
révéler les forces évolutives en jeu dans cette interaction fascinante, incluant en particulier le rôle
de la sélection naturelle, de la recombinaison et du système de reproduction.
Le séquençage récent du génome de l’espèce végétale Arabidopsis lyrata (Hu et al. 2011) a montré
une invasion récente d’éléments transposables chez cette espèce, dont les raisons ne sont à ce
jour pas élucidées. En particulier, le rôle d’un éventuel affaiblissement des mécanismes
épigénétiques de défense du génome et/ou d’une atténuation des effets délétères de l’insertion
des éléments transposables à proximité des gènes reste débattu.
Pour répondre à ces questions, ce projet de stage consiste à caractériser la dynamique des
éléments transposables à une échelle micro-évolutive en comparant les répertoires d’éléments
chez A. lyrata et A. halleri qui ont divergé il y a seulement 1 million d’années. Nous disposons pour
cela du génome de référence d’A. lyrata et d’une version de travail du génome d’A. halleri ainsi
que de données de re-séquençage à haut débit pour différentes populations d’A. halleri. Cette
comparaison nous permettra : 1/ de dater l’invasion des éléments transposables chez A. lyrata en
déterminant si elle est antérieure ou postérieure à la divergence entre les deux espèces, 2/
d’identifier les facteurs corrélés aux insertions ou aux délétions des éléments (taux de
recombinaison local, densité en gènes, position le long des chromosomes, taille de éléments,
famille), 3/ de mesurer l’intensité de la sélection naturelle sur les éléments en comparant la
fréquence des nouvelles insertions et des nouvelles délétions dans les différentes populations
séquencées d’A. halleri à une référence neutre (polymorphismes synonymes).
Mots-clés : évolution des génomes, sélection naturelle, éléments transposables, bioinformatique,
Arabidopsis.