Doctorant Université Paris XI – Ecole doctorale Gènes, Génomes, Cellules, Nature, fonction et évolution d’un gène égoïste chez Drosophila simulans
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Thèmes de Recherche
Nature, fonction et évolution d’un gène égoïste chez Drosophila simulans
Les distorteurs de ségrégation méiotique sont des éléments génétiques égoïstes. Ils assurent leur transmission préférentielle par les individus qui les portent à l’état hétérozygote en perturbant la méiose ou la maturation des gamètes aux dépends de leurs homologues non distorteurs (Burt & Trivers 2006). Les distorteurs de type sex-ratio, portés par le chromosome X et actifs chez les mâles, réduisent la production de spermatozoïdes porteurs du chromosome Y. Ce phénomène se traduit donc par un biais de sexe ratio en faveur des femelles dans la descendance. Des systèmes de distorsion de ségrégation méiotique sex-ratio ont été décrits chez plus d’une douzaine d’espèces du genre Drosophila et dans plusieurs autres genres de Diptères (Jaenike 2001; Burt & Trivers 2006).
Du fait de leur avantage de transmission, les distorteurs sex-ratio peuvent se répandre très rapidement dans les populations. Le fort biais de sexe ratio, ainsi que divers coûts pouvant être associés à la distorsion, créent alors de fortes pression de sélection qui favorisent la mise en place de suppresseurs sur le chromosome Y et les autosomes pour rétablir un sexe ratio équilibré. Les distorteurs sex-ratio sont donc source de conflits génétiques dont les conséquences évolutives sont potentiellement importantes: ils peuvent être par exemple à l’origine de changements du déterminisme du sexe, ou de l’émergence d’incompatibilités génétiques pouvant contribuer à l’isolement reproducteur entre des lignées divergentes (Phadnis & Orr 2009; Tao & Meiklejohn 2009). Leur évolution très rapide peut avoir des effets sur d’autres régions génomiques et laisse souvent de fortes signatures moléculaires (par exemple Kingan et al 2010; Bastide et al 2011). Cependant, en raison de la complexité génétique inhérente à ces systèmes et leur association fréquente avec des réarrangements chromosomiques, seuls deux éléments distorteurs sex-ratio ont été à ce jour identifiés au niveau moléculaire (Tao et al 2007a,b; Phadnis & Orr 2009), dont la nature et le mode d’action reste encore très mal connus.
Chez D. simulans, trois systèmes sex-ratio génétiquement indépendants ont été mis en évidence, les systèmes Durham, Winters, et Paris dont les deux derniers sont les mieux caractérisés au niveau moléculaire (Tao et al 2007a,b; Montchamp-Moreau et al 2006). le système Paris, étudié au LEGS par l’équipe de Catherine Montchamp-Moreau, fait l’objet de ce projet de thèse. La distorsion résulte d’une non-disjonction des chromatides soeurs du chromosome Y en anaphase II (Cazemajor et al. 2000). Une première expérience de cartographie génétique utilisant des recombinants a montré que deux locus du chromosome X sont nécessaires à la distorsion (Montchamp-Moreau et al. 2006). Le premier élément est indissociable d’une duplication en tandem de 37 kb contenant 6 gènes, le second a été localisé dans une région candidate de 25 kb ne montrant pas de réarrangement.
Cette thèse aura pour objectif d’identifier génétiquement le second élément nécessaire à la distorsion sex-ratio dans le système Paris, et de réaliser une validation fonctionnelle de son implication.
Publications
Helleu, Q., P. Gérard, R. Dubruille, D. Ogereau, B. Prud’homme, B. Loppin & M. Montchamp-Moreau (2016) Rapid evolution of a Y-chromosome heterochromatin protein underlies sex chromosome meiotic drive. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 113, 4110-4115. 10.1073/pnas.1519332113.
Helleu, Q., P. R. Gerard & C. Montchamp-Moreau (2015) Sex Chromosome Drive. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 7.