A la recherche du dernier ancêtre commun aux eucaryotes : l'apport de la phylogénomique

par Elie Desmond-Le Quéméner

Thèse de doctorat en Phylogénie moléculaire

Sous la direction de Simonetta Gribaldo.

Soutenue en 2009

à Paris 7 .


  • Résumé

    Ce travail de thèse porte sur l'analyse de l'évolution des systèmes cellulaires eucaryotes. Aujourd'hui la disponibilité de nombreux génomes complets eucaryotes ouvre, en effet, la possibilité d'aborder leur évolution par des méthodes in silico de phylogénomique. Le but de cette thèse est de clarifier plusieurs étapes capitales de l'origine et de l'évolution ancienne des eucaryotes. Pour ce faire j'ai analysé l'évolution de trois systèmes clés. L'analyse du ribosome mitochondrial permet d'éclairer l'origine et l'histoire de la mitochondrie. Elle apporte de précieuses informations sur la nature de ce système chez le dernier ancêtre commun aux eucaryotes (le LECA) et sur le moment ou a eu lieu la symbiose. Elle montre, de plus, que des analyses de protéomiques de ces complexes macromoléculaires dans les lignées modernes peuvent apporter d'importantes informations pour la phylogénie générale des eucaryotes. L'analyse de la voie de biosynthèse des stérols indique que le LECA était déjà capable de synthétiser des stérols très élaborés et qu'il devait donc vivre en milieu aérobie. Elle indique, par ailleurs, que cette voie n'est pas d'origine bactérienne. Enfin elle met en évidence les richesses enzymatiques que recèlent les protistes. L'analyse de l'évolution des familles de P-ATPases montre que le LECA devait déjà posséder un système d'endomembranes complètement développé. Elle apporte, de plus, plusieurs illustrations de transferts horizontaux de gènes entre eucaryotes et elle montre comment des expansions de familles de gènes à la base de certaines lignées ont ouvert la voie au développement de la multicellularité.

  • Titre traduit

    In search of the last eukaryotic common ancestor: the contribution of phylogenomics


  • Résumé

    The availability of many eukaryotic genomes opens, today, the opportunity to study their evolution using in silico methods. The aim of this thesis was to clarify several crucial steps of the origin and early evolution of eukaryotes through phylogenomics approaches focused on the analysis of cellular Systems. First, I have analysed the evolution of the mitochondrial ribosome. It allowed me to reconstruct the nature of the ancestral System present in the last eukaryotic common ancestor (the LECA) and gave important information about the timing of the endosymbiosis leading to mitochondria as well as the emergence of modem eukaryotes. It further showed that proteomic analysis of macromolecular complexes in a wider taxonomic sampling might provide important information for the global phylogeny of eukaryotes. Second, I have analysed the pathway for the synthesis of sterols, which are key components of eukaryotic membranes. My results indicate that the LECA was already capable of synthesizing sophisticated sterols and therefore lived in fully aerobic environments. It also indicates that this pathway is not of bacterial origin. Finally, I highlighted the existence of a reservoir of still unknown enzymes in diverse eukaryotic lineages. Third, I have studied the evolution of ionic pumps of the P-ATPases family, whose members are specific for different cellular compartments. This showed that the LECA likely already had a highly developed System of endomembranes. Moreover, I highlighted a number of cases of horizontal gene transfers between eukaryotes and showed how the expansion of gene families at the base of some lineages have paved the way for the development of multicellularity.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (278 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 299 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2009) 229
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