L'Agence nationale de la recherche Des projets pour la science

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Défi de tous les savoirs (DS10)
Edition 2014


ExHyb


Stabilité génomique chez les hybrides

ExHyb
The project aims to identify the effects of genomic stress in the genome architecture at different time scales. We use Drosophila as model system. The two groups involved in the project have an important knowledge in Drosophila genetics, epigenetics and transposable element (TE) evolution. We present two biological models (intra- and inter-specific crosses) that will be analyzed by the same methodological framework.

Stabilité génomique chez des hybrides
The aim of this project is to understand how genome stability is affected by stress, and in particular, affected by genomic stress. This is a major question in biology, and it will increase our knowledge in the systems that are responsible for hybrid incompatibility. Our investigation will consider two evolutionary levels, one intraspecific (hybrids between divergent natural populations) and interspecific (hybrids between two close species). This type of genome-wide approach is fairly new and is made possible thanks to the recent rapid improvement of sequencing technologies.
The outcome of this project is to identify the genome compartments that are prone to instability, with a particular attention to repeated sequences, which we know can be highly mutagenic agents. We will also take into account the epigenetic component, which is environment sensitive. This will help us make the so far missing link between epigenetics and environmental changes that may be implicated in rapid adaptation/speciation.
Despite the fact that the obtained repertoire of responses to genomic stress will be of major importance to the study of the effects of abiotic and biotic stress -of social concern- in genome dynamics, the present project is predominantly a basic science proposal.

«omics«
Methods applied in the project are related to omic technologies.

Résultats

in progress

Perspectives

in progress

Productions scientifiques et brevets

in progress

Partenaires

LBBE Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UCBL

LBE-UNESP Laboratorio de Evoluçao Molecular

Aide de l'ANR 438 880 euros
Début et durée du projet scientifique octobre 2014 - 48 mois

Résumé de soumission

La notion d'espèce, au cœur des politiques actuelles de biodiversité, est classiquement définie à partir de la fertilité et de la fécondité entre individus. Celles-ci sont rendues possibles lorsque l'union des génomes maternels et paternels est stable. Lorsque deux espèces ont divergé, ou lorsqu'un isolement reproducteur se met en place entre deux populations distantes, l'union des deux génomes résulte en ce que l'on pourrait appeler un stress génomique, qui active les parasites moléculaires que sont les éléments transposables (ET). Le présent projet propose d'étudier la variabilité des mécanismes qui permettent le maintien de la stabilité génomique, à partir de l'analyse des conséquences du stress génomique que constitue l'hybridation. Nous utiliserons l'activité et la régulation des ET comme marqueur de la stabilité génomique, en lien avec l'analyse de la structure et de l'expression du génome. Il est maintenant tout-à-fait admis que la régulation épigénétique est le premier mécanisme de contrôle des ET dans les génomes. Ainsi, nous proposons d'analyser la régulation des ET au niveau épigénétique, et de mesurer l'impact de cette régulation sur les gènes voisins, à deux échelles de temps différentes chez la drosophile. La drosophile est un puissant modèle génétique, d'autant plus que le génome de Drosophila melanogaster a été totalement séquencé, annoté, et parfaitement décrit, ainsi que les génomes de quelques espèces proches. A partir de populations naturelles distantes pour deux espèces sœurs, D. melanogaster et Drosophila simulans, nous proposons de caractériser le stress génomique associé à un croisement intra-spécifique divergent. De plus, nous aborderons la même question au niveau inter-spécifique à partir d'espèces ayant divergé très récemment, avec Drosophila mojavensis et Drosophila arizonae, pour lesquelles l'isolement reproducteur n'est pas encore complet. Nous commencerons, au niveau génomique (à partir de séquençage en masse), par caractériser la distribution globale des insertions d'ET et leur dynamique dans chaque échantillon parental. Ceci est rendu possible grâce au développement phénoménal des méthodologies de séquençage nouvelle génération. Ensuite, pour chacun des deux niveaux de divergence, nous proposons d'obtenir les données transcriptomiques de chaque échantillon parental ainsi que des hybrides. Nous disposerons ainsi d'une mesure de l'activité des gènes et des ET. A partir des mêmes échantillons, nous produirons des données épigénétiques (séquences des piRNA pour la régulation par ARN interférence, et données ChIPseq pour la régulation par les modifications de la structure de la chromatine), ce qui nous permettra d'analyser les différents mécanismes de régulation des ET ainsi que les gènes impliqués dans cette régulation. De plus, nous pourrons cartographier les marques d'histone sur les ET et les gènes, abordant ainsi l'impact des ET sur le génome. Les données produites par ce projet permettront d'approfondir la compréhension des conflits génomiques. En particulier, nous pourrons dresser un panorama complet de l'équilibre établi entre un génome et ses ET, et alors comprendre comment l'hybridation affecte cet équilibre. Plus globalement, ce projet permettra d'aborder les impacts des ET lors de stress génomiques.

 

Programme ANR : Défi de tous les savoirs (DS10) 2014

Référence projet : ANR-14-CE19-0016

Coordinateur du projet :
Madame Cristina Vieira (Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UCBL)

 

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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.