Réarrangements chromosomiques et génomique fonctionnelle chez la levure Saccharomyces cerevisiae : génomique comparative des génomes mitochondriaux des levures hémiascomycètes

Chromosomal rearrangement and functional genomic in the yeast Saccharomyces cerevisiae and comparative genomic of mitochondrial genomes from hemiascomyceteous yeasts

• Auteur / Autrice : Paul Jung
• Direction : Jacky de Montigny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Évolution

Génome

Saccharomyces cerevisiae

Réarrangement génétique

Résumé

Les mutations ponctuelles et les remaniements chromosomiques comme les duplications ou translocations sont les moteurs essentiels de la plasticité et de l'évolution des génomes. Deux approches ont été menées dans ce travail. La première repose sur l'étude des impacts des réarrangements chromosomiques et des gènes de fusion chez Saccharomyces cerevisiae et de leurs conséquences sur le fonctionnement cellulaire. Au laboratoire, grâce à un crible de sélection positive fondé sur un allèle mutant du gène URA2 qui rend une souche auxotrophe pour l'uracile, nous avons retenu une collection de souches révertantes possédant différents types de réarrangements chromosomiques. Ces remaniements sont accompagnés de la fusion de la région codant l' ATCase du gène URA2 avec différents gènes receveurs. Lors de ce travail, nous avons déterminé de manière précise l'influence de ces réarrangements et celle des gènes de fusion néoformés sur le fonctionnement cellulaire Les résultats obtenus montrent que ces réarrangements perturbent le fonctionnement de la cellule non pas selon la nature du remaniement mais en fonction de la ploïdie. Les gènes de fusion peuvent également engendrer des dysfonctionnements car les fonctions associées aux deux gènes impliqués dans la fusion peuvent être altérées comme le montre la variabilité de l'activité enzymatique de l'ATCase. La seconde orientation s'appuie sur une analyse des génomes mitochondriaux des levures Pichia sorbitophila et Pichia jarinosa ainsi que leur comparaison avec d'autres séquences mitochondriales de levures hémiascomycètes. Cette étude indique que P. Sorbitophila et P. Farinosa, sont des espèces distantes d'un point de vue phylogénétique.

Point mutations and gross chromosomal rearrangements (GCRs) such as insertions, duplications or translocations are key parameters of genome evolution. Two approaches have becn used in this study. The first one focused on the impacts of GeRs and fusion genes in Saccharomyces cerevisiae. In our laboratory, a positive selection screen based on a mutated allele of the URA2 gene was used to obtain a set of mutants possessing different GCRs. In ail cases, GCRs are Iinked to the fusion of the ATCase part of URA2 with other genes. During this work, we have first precisely determined the impacts of GCRs and gene fusions on cell function. Main results show that GCRs impair ccli function according to ploidy rather thal1 the kind of rearrangement. Fusion genes can also lead to dysfunctions because functions associated to genes implicated in this fusion can be impaired as it is the case for the ATCase activity. The second approach of this study focused on the analysis of mitochondrial genomes of the osmotolerant yeasts Pichia sorbitophila and Pichia farnosa and their comparison with other mitochondrial sequences of hemiascomyceteous yeasts. This study indicates that P. Sorbitophila and P. Jarinosa are two phylogeneticaUy distant species.