Génomique et épigénomique, évolutives et fonctionnelles

vendredi 20 février 2015

La FR BioEnviS a eu un rôle structurant par l’appui à des projets de recherche en génomique et la participation à la mobilité d’étudiants ou de personnels. Parmi les projets de recherche soutenus, 11 projets concernent les études génomiques, aussi bien chez les procaryotes que chez les eucaryotes. Ces projets ont été essentiellement inter laboratoires, et souvent en collaboration avec la plateforme du DTAMB.
Parmi les résultats majeurs dans ce thème, nous avons à la fois des résultats inattendus concernant le fonctionnement et l’évolution des génomes eucaryotes et procaryotes ainsi que le développement d’outils novateurs en bioinformatique. Une part de ces résultats provient du projet soutenu dans le cadre des Investissements Avenirs en bioinformatique (ANCESTROME).
 
 
Fonctionnement et évolution des génomes

Modification de l’expression globale au cours de la symbiose : La mise en place d’une symbiose implique une réorganisation globale de l’expression génique qui peut aider à comprendre les bases fonctionnelles des échanges entre partenaires. Le suivi de la bactérie symbiotique fixatrice d’azote Frankia a permis de montrer que plusieurs gènes bactériens étaient surexprimés dans les tissus symbiotiques de l’hôte comme les gènes nif (fixation d’azote), hup (hydrogénase de recyclage) ou shc (biosynthèse des tissus riches en hopanoïdes pour la fixation d’azote) et de confirmer l’absence de gènes nod (nodulation) canoniques.

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Figure 1. Expression des gènes de Frankia dans les nodules vs. en culture pure avec ammonium pour chaque gène positionné sur le génome de Frankia. L’expression est normalisée (WAD). Les positions de sept amas de gènes surrégulés sont montrées. Cette approche ne montre pas d’ilôt symbiotique.

Suivi du métabolisme des bactéries symbiotiques : La grande quantité de génomes de bactéries symbiotiques ou non symbiotiques, qui souvent ne sont pas cultivées, dans les cellules de leurs hôtes, permet de rechercher les points communs aux bactéries symbiotiques. Les travaux conduits sur la prédiction de métabolites produits n’ont pas permis d’identifier de tels métabolites "symbiotiques", mais a cependant permis de constater un enrichissement en métabolites d’anabolisme.

Expression des chromosomes sexuels chez les plantes : A l’origine des chromosomes sexuels on trouve, pour beaucoup d’organismes, une paire d’autosomes (mammifères, drosophile, nématode…). Le chromosome Y a ensuite dégénéré, avec une perte considérable de gènes. Au cours de ce processus, un phénomène de compensation de dose a été mis en place, pour égaliser l’expression des gènes du chromosome X, entre mâles et femelles. Les travaux ont été menés au niveau du transcriptome global en analysant la compensation de dose chez Silene latifolia, plante dioïque, dont les chromosomes sexuels datent d’environ 10 millions d’années. Les résultats montrent que la compensation de dose se produit dans les plantes et n’est donc pas un phénomène spécifique à l’animal. Ils révèlent également que ce processus peut évoluer rapidement de novo après l’émergence des chromosomes sexuels.
 
 
Contacts :
Cristina VIEIRA - LBBE (Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive)
Florence HOMMAIS - MAP (Laboratoire de Microbiologie Adaptation Pathogénie)


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