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Les duplications génomiques sont au cœur du processus d’évolution des Vertébrés. Ainsi à titre d’exemple beaucoup de familles protéiques présentes chez l’homme sont le résultat des deux duplications génomiques qui se sont succédées à l’origine de la radiation évolutive des vertébrés. Le groupe des poissons téléostéens est de ce point de vue particulièrement intéressant car suite à une duplication génomique surnuméraire à la base de leur radiation évolutive, de nombreux gènes présents en copie simple dans le génome humain sont en copies doubles chez les poissons téléostéens. Ces gènes « surnuméraires » sont en principe disponibles pour l’évolution de nouvelles fonctions et ces innovations évolutives sont une des causes principales à l’origine de la diversification de la vie sur Terre. L’étude de l’évolution des gènes en relation avec les duplications génomiques reste donc une question majeure de la biologie évolutive moderne car elle permet de mieux comprendre les mécanismes par lesquels les génomes évoluent et permettent ainsi la mise en place d’un développement et d’une physiologie propre à chaque espèce de Vertébrés. Malheureusement, nous n’avons toujours pas à l’heure actuelle une connaissance suffisante des génomes de Vertébrés pour pouvoir répondre complètement à cette question. Ce projet contribuera à apporter des réponses à cette question en utilisant comme modèle d’étude la (les) duplication(s) génomique(s) spécifique(s) des poissons téléostéens. Grâce à l’utilisation des nouvelles générations de séquençage à très haut débit, nous proposons de produire de nouvelles ressources de séquences des gènes transcrits chez différentes espèces de poissons choisies sur la base de leur position taxonomique originale par rapport à l’évolution des poissons téléostéens. Ce jeux de données original et pertinent d’un point de vue évolutif, sera utilisé comme base de travail pour la mise en place d’une analyse automatique à haut débit combinant à la fois des analyses phylogénétiques, des recherches de synténies conservées et des corrélations d’expression géniques tissulaires. Les résultats de ce projet permettront d’apporter des réponses à l’échelle du génome à des questions telles que : combien de fois ces gènes dupliqués sont perdus ou retenus de façon indépendante dans différents groupes de poissons et est-ce que ces changements groupes spécifiques, soit du répertoire de ces gènes dupliqués, soit de leur profils d’expression, peuvent être des facteurs évolutifs explicatifs de l’extraordinaire diversité des espèces observée au sein du groupe des poissons téléostéens. De plus, comme cette complexité supplémentaire liée aux duplications génomiques à un impact majeur sur la qualité de l’annotation des gènes chez les poisons téléostéens, notre projet proposera une amélioration de cette annotation basée sur les résultats de notre analyse évolutive. Cela permettra d’établir des liens évolutifs gènes à gènes entre différentes espèces de poissons et de Vertébrés permettant ainsi de transférer de façon rigoureuse des informations fonctionnelles sur tel ou tel gène d’intérêt depuis une ou plusieurs espèces modèles vers des espèces d’intérêt socio-économiques. Pour mener à bien ces objectifs, ce projet réuni cinq équipes de recherche possédant une expertise reconnue dans différents domaines complémentaires de la génomique comme : les techniques de séquençage nouvelle génération, la « transcriptomique », la bio-informatique, et la « phylogénomique ». Ce projet intègre aussi une collaboration formelle avec une équipe Américaine dont l’expertise dans le domaine de la recherche sur les duplications des génomes de poissons, est internationalement reconnue. Enfin, ce projet fournira aussi une masse d’information actuellement sans précédent sur les répertoires des gènes transcrits chez plusieurs espèces de poissons d’intérêt socio-économique.

Partenaires :

• Inra LPGP, Rennes (Coordinateurs Julien Bobe et Yann Guiguen)
• Université de l'Oregon, USA (J. Postlethwait)
• MGX, Montpellier (L Journot)
• Inra, Toulouse (C Klopp)
• Université Marseille (P Pontarotti)