Les singularités du génome de la paramécie : un bon révélateur des mécanismes évolutifs à l’œuvre chez les êtres vivants

par Jean-François Goût

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Laurent Duret.

Soutenue le 12-10-2009

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation , en partenariat avec Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive (laboratoire) .

Le jury était composé de Laurence Amar, Dominique Mouchiroud, Philippe Dessen.

Les rapporteurs étaient Marc Robinson-rechavi, Eduardo p. c. Rocha.


  • Résumé

    La publication du génome de la paramécie (Aury, 2006) a révélé une séquence atypique particulièrement intéressante pour les études de génomique évolutive. Au cours de cette thèse, j’ai mené une analyse bioinformatique détaillée de ce génome en me concentrant particulièrement sur les trois points suivants : 1) Le rôle de deux classes distinctes de petits ARN fonctionnels non codants, l’une intervenant dans les processus de régulation de l’expression des gènes tandis que l’autre participe aux réarrangements génomiques (élimination de fragments d’ADN) associés au cycle sexuel de la paramécie. 2) L’évolution des paires de gènes après une duplication globale de génome (WGD). En effet, avec une WGD relativement récente précédée de deux autres WGDs plus anciennes encore bien visibles, la paramécie est un modèle de choix pour cette étude. Nous avons pu montrer que la rétention des deux copies d’un gène après une WGD est fortement corrélée au niveau d’expression des gènes. Nous proposons un modèle basé sur les coûts et bénéfices de l’expression des gènes pour expliquer cette observation. 3) L’analyse de contraintes sélectives sur les introns pour produire des messagers détectables par le Nonsense-Mediated mRNA Decay (NMD). Ces contraintes sélectives, mises en évidence initialement chez la paramécie, se sont avérées être présentes chez tous les eucaryotes que nous avons pu analyser, ce qui nous amène à questionner l’efficacité des mécanismes d’épissage chez les eucaryotes et le rôle du NMD dans la prévention des erreurs d’épissage. L’ensemble de ces analyses a permis de mieux comprendre un certain nombre de mécanismes évolutifs universels

  • Titre traduit

    The analysis of the paramecium genom reveals some general evolutionary constraints that shape the genomes of eukaryotes


  • Résumé

    This work presents a detailed analysis of the paramecium genome, with focusing more precisely on the 3 following topics : 1) The role of two distinct classes of small non-coding RNAs. The first one (siRNAs) being involved in post-transcriptional gene silencing while the other (scanRNAs) plays a crucial role during the massive genomic rearrangements that occur in ciliates after sexual reproduction (Lepère et al. 2009). 2) The evolution of duplicated genes following Whole-Genome Duplications (WGDs). Indeed, the paramecium genome contains evidences for 3 successive WGDs (Aury et al. 2006), which explains why this organisms is perfectly well suited for such an analysis. We show that retention of duplicated genes is strongly correlated to their expression level and we propose a model based on cost and benefit of gene expression to explain this pattern. 3) The analysis of the extremely tiny introns in paramecium (99% of introns are less than 20-33nt in length) revealed the presence of a translational control of splicing in eukaryotes. This work suggests that splicing errors are frequent and that eukaryotic cells rely on the Nonsense-mediated mRNA Decay to detect aberrant transcripts produced by splicing errors (Jaillon et al. 2008). These analyses provide new insights on several evolutionary mechanisms that shape the genomes of eukaryotes

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Claude Bernard. Service commun de la documentation. Bibliothèque numérique.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.