Analyses évolutive et fonctionnelle du rôle de la famille multigénique MTP1 dans l’acquisition de la tolérance au zinc chez Arabidopsis halleri – EVOFUN

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néant à ce jour. Le travail est en cours.

Ce projet a pour but de caractériser la contribution des différents membres d'une famille multigénique à l'acquisition du caractère de tolérance au zinc chez l'espèce naturellement tolérante et hyper-accumulatrices de zinc Arabidopsis halleri. À ce titre, ce projet questionne le processus fondamental de l'évolution adaptative, en portant un intérêt particulier au rôle de la duplication des gènes. Pour répondre à cette problématique, ce projet d’interface combine de façon complémentaire et originale des approches évolutives et des approches fonctionnelles. Outre son intérêt fondamental, la réalisation de ce projet devrait avoir un intérêt majeur pour les applications dans le domaine de la phytoremédiation.
A. halleri est une espèce végétale sauvage, phylogénétiquement proche des espèces non tolérantes au zinc que sont Arabidopsis thaliana et Arabidopsis lyrata, et dont elle a divergé il y a moins de 15 millions d'années. Il a été proposé que l'acquisition du caractère de tolérance au zinc chez A. halleri a principalement pour origine la duplication de gènes contrôlant le transport du zinc et/ou la tolérance au zinc. Le gène "Protéine de Tolérance au Métal 1" (MTP1) est l'un de ces gènes. Nous avons déjà montré que 5 copies du gène MTP1 sont présentes chez A. halleri, alors que les espèces non-tolérantes A. thaliana et A. lyrata ne possèdent qu'une seule copie de ce gène. Cette pentaplication du gène MTP1 pourrait contribuer à l'acquisition de la tolérance au zinc chez A. halleri mais cette hypothèse est fortement mise en cause par nos travaux préliminaires qui suggèrent que les différents paralogues AhMTP1s pourraient avoir chacun des caractéristiques évolutives distinctes, certaines ne conduisant pas forcément à une augmentation de la tolérance au zinc.
Le projet présenté ici a pour ambition de découvrir les véritables caractéristiques évolutives de chacun des 5 membres de la famille AhMTP1 du point de vue de leur fonction dans la tolérance au zinc en associant des approches évolutives et fonctionnelles. Les approches évolutives permettront de déterminer le polymorphisme génétique existant pour chacune des copies AhMTP1 au sein d'une vaste collection de populations naturelles d'A. halleri ayant différentes origines géographiques et incluant des populations métallicoles et non métallicoles. En parallèle, une étude fonctionnelle des 5 gènes AhMTP1s sera effectuée afin évaluer la contribution individuelle de chacun des paralogues à la tolérance au zinc. La puissance de cette combinaison d’approches (évolutive et fonctionnelle) permettra d’identifier clairement quel(s) membre(s) de la famille MTP1 est (sont) la cible des mécanismes évolutifs le(s) conduisant à jouer un rôle déterminant dans l’acquisition du caractère de tolérance au zinc chez A. halleri. Ce travail nous permettra aussi de révéler avec précision les allèles et des polymorphismes nucléotidiques associés au caractère adaptatif des populations naturelles.
En soi, cette étude nous permettra d'avancer dans la compréhension des mécanismes moléculaires ayant conduit aux changements de la fonction des gènes au cours de l’adaptation aux sites pollués par le zinc. D'un point de vue appliqué, les informations obtenues par la réalisation de ce projet pourront potentiellement être exploitées afin d'améliorer la conception des stratégies de phytoremédiation des sols contaminés.