Etude [i. E. , Ettude] des QTL (quantitative trait loci) affectant la variation de la forme du crâne à l'aide des lignées recombinantes congéniques interspécifiques

par Gaëtan Burgio

Thèse de doctorat en Génétique multifactorielle

Sous la direction de Evelyne Heyer et de Xavier Montagutelli.

Le président du jury était Alain Froment.

Le jury était composé de Michel Baylac.

Les rapporteurs étaient Christine Dillmann, Christian Peter Klingenberg.


  • Résumé

    Le déterminisme génétique de la morphologie crânio-faciale et ses relations avec la pathologie sont très mal connus chez l’homme, en partie en raison des interactions fortes entre les facteurs génétiques et des facteurs d'environnement hétérogènes et non contrôlés. La souris peut constituer un très bon modèle pour l’identification de gènes jouant un rôle clé dans la morphologie crânio-faciale du fait de l'existence de lignées consanguines très différentes génétiquement et la possibilité de maîtriser les paramètres d'environnement. Les souris recombinantes congéniques interspécifiques (IRCS) sont des lignées consanguines issues de croisements entre la lignée de laboratoire C57BL/6 et la lignée SEG/Pas établie à partir d'individus appartenant à l'espèce Mus spretus. Ces deux espèces de souris ont divergé depuis plus d'un million d'années et sont très différentes sur les plans génétique et phénotypique. Chacune des 55 lignées IRCS possède environ 1,3% de son génome provenant de la lignée SEG/Pas dans un fonds génétique provenant de la lignée C57BL/6. Vingt lignées ont été phénotypées pour des caractères physiologiques (numération de formule sanguine) et morphologiques et ont été comparés à la lignée de référence C57BL/6. Des différences importantes de conformation crânio-faciale entre plusieurs de ces lignées et C57BL/6 et le rôle compensateur des allométries ont été mis en évidence. Par l'étude de morphométrie géométrique et des analyses de contour, nous avons montré que la lignée IRCS 66H présente une modification importante de la partie antérieure du crâne et notamment que l’os nasal présente une forme intermédiaire entre celles de SEG/Pas et de C57BL/6. Cette lignée possède trois fragments sur les chromosomes 1, 13 et 18 provenant de la lignée SEG/Pas et d'une taille comprise entre 12 et 25 Mb. Pour identifier lequel de ces fragments est responsable de ce phénotype, nous avons analysé un croisement F2 entre 66H et C57BL/6 et isolé chaque segment dans des lignées congéniques et bicongéniques pour en étudier les effets individuels et nous avançons l’existence de au moins trois QTL (Quantitative Trait Loci) avec de multiples relations épistatiques entre eux. Nous avons pu reconstituer l’origine des segments SEG façonnant le phénotype de la lignée 66H et des lignées bicongéniques. Il apparaît donc que, même dans cette situation génétiquement simple qui n'implique que trois petites régions du génome, l'architecture crânio-faciale est sous un contrôle génétique complexe.


  • Résumé

    Since the work of James Cheverud and colleagues on the morphological integration of primate and mouse skull, studies on genetic basis of modular effect of the QTL (Quantitative Trait Loci) has been emphasized the last decade. We describe a new tool based on the cross of a distant mice species Mus spretus and the laboratory mouse C57BL/6 called Interspecific Recombinant Congenic Strains (IRCS). Each strain has inherited 1. 3% of its genome from SEG/Pas under the form of few, small-sized, chromosomal segments. Global skull shape separate in a dorsal and ventral side, was analyzed on 18 strains with Procustes superimposition method. Additive effect on SEG allele on the dorsal side was found with strong modification for the strain 49A and 120C. Canonical Variate Analysis for the dorsal and ventral side of some strain reveals strong dorsal modification for 120C, 49A and 122C and ventral modification for 49A and 66H. Covariation study based on the Two-Blocks Partial Least Squares procedure shows a strong morphological integration between the two sides of the skull suggesting compensatory effect on skull shape variation. Analysis of allometry shows first a radiation in the allometric trajectories with C57BL/6 as the starting point and strong modifications for shape for most strains corresponding to a fundamental mechanism of compensatory effect of SEG segment into strains for shape variation. Covariation analysis with removing allometry thus reveals modular organisation on the genetic control of some strains, 120C and 66H for the dorsal side and 137F and 119H for the ventral side. It also reveals modular effect for allometry of the strains 120C, 137G, 103E and 157F. This study demonstrates a strong morphological integration for shape of the majority of IRCS strains with allometry as a compensatory effect. It also demonstrates a modular organisation for shape changes and allometry of a minority of IRCS strains. IRCS is a powerful and appropriate tool for studying genetic basis on shape evolution and morphological integration.

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  • Détails : 1 vol. (262 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 250-262

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  • Cote : TH 2008 -- 03

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