Impact de la Recombinaison sur l’Évolution des Génomes : Effets Mutationnels et Sélectifs

Gabriel Marais, Laurent Duret
Laboratoire "Biométrie et biologie évolutive" - UMR CNRS 5558 - Université Claude Bernard Lyon 1

 

Le plus souvent, la recombinaison ne s’effectue pas au même taux le long des chromosomes eucaryotes: on distingue des régions où la recombinaison est forte et des régions où la recombinaison est faible.

Des modèles de génétique des populations ont envisagé l’impact évolutif du brassage génétique dû à la recombinaison.

Ils prédisent que l’efficacité de la sélection naturelle et la diversité nucléotidique diminuent quand la liaison génétique entre les gènes augmentent (effet Hill-Robertson, Hitch-hiking, Background selection).

La recombinaison a donc un impact sélectif sur l’évolution des génomes (Figure 1). La recombinaison peut également avoir un impact mutationel sur l’évolution des génomes.

Par exemple, le mécanisme de la recombinaison implique la formation d’un hétéroduplex dans lequel s’effectue de la conversion génique biaisée vers GC.

Nos objectifs sont les suivants :

  1. Mettre en évidence les patterns mutationels liés à la recombinaison
  2. Déterminer la contribution relative des effets mutationels et sélectifs de la recombinaison à l’évolution des génomes
Pour cela, nous utilisons des données génomiques avec lesquelles des analyses à large échelle sont possibles. Nous avons choisi les organismes modèles suivants :

Caenorhabditis elegans et Drosophila melanogaster.

Les résultats obtenus jusqu’à présents montrent que l’ADN codant et non-codant sont affectés par les patterns mutationels liés à la recombinaison chez les deux invertébrés étudiés. Par exemple, le contenu en G+C de l’ADN " silencieux " augmente avec la recombinaison (Figure 2).

En conclusion, les effets mutationels de la recombinaison doivent être pris en compte pour comprendre l’impact de la recombinaison sur l’évolution des génomes.

Articles

[1] Duret, L. Marais, G. and Biémont C. (2000) Transposons but not retrotransposons are located preferentially in regions of high recombination rate in Caenorhabditis elegans. Genetics 156: 1661-1669.

[2] Marais, G. Mouchiroud, D. and Duret, L. (2001) Does recombination improve selection on codon usage? Lessons from nematode and fly complete genomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 52: 275-280.