Répartition des crossovers méiotiques : hétérogénéité, modélisation de l'interférence, interaction entre voies de formation

par Sayantani Basu Roy

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Olivier C. Martin.

Le président du jury était Denise Zickler.

Le jury était composé de Olivier C. Martin, Denise Zickler, Eric Jenczewski, Paul-Henry Cournède, Christine Mézard, Matthieu Falque.

Les rapporteurs étaient Eric Jenczewski, Paul-Henry Cournède.


  • Résumé

    Dans la plupart des organismes, les crossovers se formant au cours de la méiose sont interférérents : deux crossovers sont rarement à proximité. Nous avons étudié ce phénomène en détail dans la plante modèle Arabidopsis thaliana en utilisant une grande population de rétro-croisements, en méiose mâle et en méiose femelle. Nous avons utilisé le modèle Gamma à deux voies, superposant à la voie interférente une proportion p de crossovers d'une deuxième voie non interférente. La méiose femelle montre une interférence plus élevée et une proportion p plus faible que la méiose mâle. Par ailleurs nos comparaisons intra-chromosomiques concluent qu'il existe des variations d'interférence entre le bras gauche et le bras droit d'une part et entre la partie centrale et les régions distales d'autre part. Nous avons ensuite développé des tests statistiques qui ont révélé des hétérogénéités dans la proportion p le long des chromosomes. De telles variations ont ensuite été trouvées dans un jeu de données de tomate où notre analyse statistique nous a permis de montrer pour la première fois sur un organisme «sauvage» que la deuxième voie était très peu interférente et qu'en fait les deux voies avaient un peu de « cross-talk ». Vu que la limitation la plus sévère des modèles utilisés jusqu'à présent est l'hypothèse de constance du paramètre p, nous avons développé un modèle généralisé où les deux voies peuvent avoir des paysages de recombinaison différents. Ce modèle nommé PSL-GS a été implémenté en logiciel et testé sur des données simulées et sur trois jeux de données de plantes. L'utilisation du critère BIC suggère que tout comme chez la tomate, les paysages de recombinaison d'Arabidopsis et du maïs sont différents entre les 2 voies.

  • Titre traduit

    Distribution of meiotic crossovers : heterogeneity, modeling interference, inter-pathway crosstalk


  • Résumé

    For most organisms, crossovers forming during meiosis exhibit crossover interference – nearby crossovers are rare. This phenomenon was studied in great detail in Arabidopsis thaliana using a large backcross population for male and female meiosis. We used the gamma two-pathway model by superposing proportion (1- p) of interfering crossovers with p of non-interfering crossovers. It was observed that female meiosis shows higher interference but lower proportion of non-interfering crossovers than male meiosis. Further intra-chromosomal interference comparisons conclude that there are variations between (a) left and right arms, and (b) the central versus distal regions of a chromosome. Then statistical tests revealed heterogeneities in the non-interfering crossover proportion along chromosomes. Thereafter various statistical tools developed to examine a very novel wild-type tomato data annotating crossover positions from both pathways provided evidence for ‘cross-talk’ between the two pathways of crossover formation as opposed to being independent. Finally a model named Pathway-Specific Landscapes Gamma-Sprinkling (PSL-GS) incorporating chromosomal non-uniformity in the individual pathways has been proposed to extend present state-of-the-art interference modeling which consider both pathways to be uniform along chromosomes.


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