Les gènes uniques chez les plantes : caractéristiques, évolution et promoteurs

Unique genes in plants : features, evolution and promoters

• Auteur / Autrice : David Sergio Armisén Giménez
• Direction : Sébastien Aubourg
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bioinformatique
• Date : Soutenance le 15/12/2008
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale des Génomes aux organismes (Versailles ; 2000-2015)
• Jury : Président / Présidente : Francis Quétier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Charles Leple, Jeroen Raes
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Richard Cooke, Bernard Labedan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de transcription

Promoteurs (génétique)

Plantes -- Empreintes génétiques

Mots clés libres

Orthologues

Orthologs

Résumé

Les objectifs de la thèse étaient (i) de mettre en évidence les pressions de sélection qui s’exercent sur les gènes orthologues chez les végétaux et (ii) de cerner les caractéristiques structurales et fonctionnelles qu’ils partagent, notamment au niveau de leurs promoteurs, pour (iii) définir une nouvelle démarche d’empreinte phylogénétique. Pour s’appuyer sur des relations d’orthologie les moins ambiguës possibles, l’étude a été centrée sur les gènes ‘uniques’ définis par comparaison de séquences. Les gènes uniques forment 3 groupes structurellement, fonctionnellement et évolutivement distincts. Les gènes uniques spécifiques soit d’Arabidopsis thaliana soit d’Oryza sativa présentent des caractéristiques différentes des gènes uniques conservés, y compris au niveau de leur promoteur. D’une part, les gènes uniques spécifiques à une espèce sont préférentiellement des gènes codant pour des peptides excrétés et impliqués dans des fonctions de régulation. D’autre part, les gènes uniques conservés ont des caractéristiques qui les associent aux gènes impliqués dans les fonctions du métabolisme de base des cellules et qui évoluent lentement. Certains motifs potentiellement régulateurs ont été trouvés spécifiquement sur-representés dans leur promoteur. Par ailleurs, ces gènes, quand ils sont dupliqués, retournent rapidement à l’état unique, suggérant un fort désavantage sélectif à l’existence simultanée de deux copies peu divergentes de ces gènes.

The main objectives of this thesis were (i) to search for the selection pressure exerted on plant orthologous genes and (ii) to describe the structural and functional features they share in particular in their promoters, in order to (iii) define a novel phylogenetic footprinting approach. Pairs of unique genes, defined by sequence comparisons, have been used because they were considered as having the greater chance to be true orthologues. Plant unique genes form three groups of genes with different structural, functional and evolutionary features. The unique genes that are specific either to Arabidopsis thaliana or Oryza sativa have features that are different than those of conserved unique genes. On one hand, the species-specific unique genes code preferentially for excreted peptides implied in regulatory functions. On the other hand, the conserved unique genes have characteristics described in genes implied in basal metabolism of the cells and which evolve slowly. Some potential regulatory motifs have been found over-represented only in the promoter of these genes. Lastly, after duplication, these genes generally lose one duplicate, which suggest a strong negative selection against the co-existence of two not diverged copies of the same gene.