Détail de l'offre
DOI https://doi.org/10.69777/335893
Titulaire de la demande évaluée Delabre, Mattéo
Établissement de la demande évaluée Université de Montréal - https://ror.org/0161xgx34
Titre de la demande évaluée Reconstruction de l’histoire évolutive de familles de gènes en synténie: méthodes algorithmiques pour le problème de la réconciliation segmentale Titre modifié de la demande Retracer l’histoire de l’évolution de gènes interdépendants
ROR organisme subventionnaire https://ror.org/00w3qhf76 Nom du programme Bourses de doctorat en recherche
Montant total 58 334$ Secteur Nature et technologies
Période couverte par l’octroi 2023-05-15 - 2026-05-14 Mots clés bioinformatique // algorithmique // évolution // phylogénétique moléculaire // génomique comparative // réconciliation
Résumé Les gènes sont les véhicules de l’hérédité chez les êtres vivants. Ils contribuent à définir leurs caractères et peuvent être transmis d’une génération à la suivante. Au fil du temps et au gré de divers événements, ils peuvent évoluer en différents allèles et être disséminés à travers plusieurs espèces. La phylogénétique vise à retracer l’histoire de l’évolution d’unités telles que les gènes, les cellules ou les espèces. Ces histoires sont des sources précieuses d’information pouvant permettre d’élucider les fonctions de gènes, de caractériser l’évolution de tumeurs ou celle de pathogènes. Un arbre phylogénétique (ou phylogénie) représente une hypothèse d’histoire évolutive. Comme un arbre généalogique, un arbre phylogénétique est composé d’une suite d’embranchements et de branches le long desquelles s’écoule le temps jusqu’à rejoindre les représentants contemporains. Chaque embranchement de l’arbre correspond à la divergence putative d’un ancêtre en plusieurs descendants libres d’évoluer indépendamment. Les causes possibles de telles divergences diffèrent selon les types d’unités étudiés ; par exemple, les gènes se dupliquent, les cellules se divisent et les espèces subissent des spéciations. L’évolution d’un gène ne dépend pas seulement des événements qui l’affectent directement, mais également de l’évolution de son espèce hôte. La spéciation d’une espèce cause en effet l’émergence d’exemplaires indépendants de ses gènes, un dans chaque nouvelle espèce. Cette relation forme une hiérarchie évolutive entre un ensemble d’unités dépendantes et leurs hôtes. Des hiérarchies similaires se retrouvent à d’autres échelles, par exemple entre les domaines protéiques et leurs protéines, entre certains parasites et leurs hôtes, ou entre les espèces et leurs habitats. Pour étudier ces hiérarchies évolutives, Goodman et al. ont introduit la méthode dite de réconciliation. En s’appuyant sur les différences et similarités topologiques entre la phylogénie d’une famille de gènes et celle de ses espèces hôtes, la réconciliation permet d’établir à laquelle des deux se rapporte chaque divergence. Le résultat est un arbre réconcilié, synthèse des deux arbres, dans lequel chaque embranchement de l’arbre de gènes est annoté par le type d’événement évolutif l’ayant engendré. Lorsqu’un hôte est porteur de plusieurs familles d’unités dépendantes, leurs phylogénies peuvent être réconciliées individuellement. Cela suppose toutefois que les unités en question aient évolué indépendamment les unes des autres. Cette hypothèse est invalidée lorsque les unités sont organisées linéairement dans le même hôte, comme des gènes le long d’un génome, et sont affectées par des événements à grande échelle. L’un des axes de recherche du domaine au cours des deux dernières décennies a été l’intégration des méthodes de réconciliation avec celles permettant l’étude de l’évolution des structures linéaires. Différentes extensions du paradigme de réconciliation permettant de prendre en compte l’évolution conjointe de plusieurs unités ont ainsi été proposées. L’objectif général du projet de recherche consiste à contribuer au développement de ces méthodes de réconciliation multiple, notamment en ce qui concerne l’évolution de segments du génome fortement conservés appelés synténies. Il s’agit d’identifier des compromis entre puissance de modélisation et complexité algorithmique. L’application de ces méthodes à un cas biologique est également considérée pour les synténies Cas des systèmes CRISPR-Cas.