Génétique et évolution du rat noir (Rattus rattus), réservoir de la peste à Madagascar

Genetics and evolution of the black rat (Rattus rattus), reservoir of plague in Madagascar

• Auteur / Autrice : Charlotte Tollenaere
• Direction : Jean-Marc Duplantier, Carine Brouat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Populations

Rat noir

Zoonoses

Génétique des populations

Mots clés libres

Adaptation

Résistance

Génomique des populations

Pathogènes

Phylographie

Zoonose

Résumé

Les pressions de sélection exercées par les pathogènes peuvent induire des changements évolutifs extrêmement rapides chez leurs hôtes. C'est probablement le cas chez le rat noir (Rattus rattus) à Madagascar, qui présente des populations résistantes à la peste (infection à Yersinia pestis) dans la zone des hauts plateaux centraux, où la peste est endémique depuis un siècle environ, tandis que les populations de la zone de basse altitude, où la maladie est absente, sont sensibles. Le rat noir est actuellement le seul réservoir possible de la maladie à Madagascar. L'objectif de ce travail est d'étudier la résistance à la peste chez R. Rattus, car ce trait a des conséquences importantes dans la transmission et le maintien de la maladie. Les patrons de génétique neutre sont en accord avec une colonisation unique de Madagascar par le rat noir, il y a 1000-2000 ans, en provenance de la Péninsule Arabique. Comme pour les populations humaines, des populations de rat noir se seraient d'abord installé dans les régions côtières, s'étendant ensuite sur les hauts plateaux centraux. Des travaux expérimentaux (infections contrôlées et croisements) ont permis d'étudier le phénotype de résistance et sa transmission à la descendance. La différence de niveau de résistance entre zone de peste et zone sans peste a ainsi été confirmée et étendue à d'autres localités. Enfin, des approches gènes candidats et génomiques ont conduit à l'identification de marqueurs génétiques potentiellement sous sélection divergente entre zone de peste et zone sans peste, et/ou associés à l'issue d'infections expérimentales par la peste.

Selective pressure applied by pathogens can lead to extremely rapid evolutionary changes on their hosts. It could be the case for the black rat (Rattus rattus), which presents populations resistant to plague (Yersinia pestis infection), where plague have been endemic since about one century, whereas low altitude zone (where the disease is absent) populations are plague susceptible. The black rat is the only possible plague reservoir in Madagascar. This work aims to study plague resistance in R. Rattus, as this trait has important consequences for the disease transmission and maintenance. Neutral genetic patterns agree with a unique colonization of Madagascar by the the black rat, 1000-2000 years ago, from Arabian Peninsula. As for humans, rat settlement would have begun by coastal regions, and latter expanded to the central highlands. Experimental work (controlled infestations and crosses) allowed the study of the resistance phenotype and its offspring transmission. Resistance level variation between plague focus and plague-free zone was confirmed and extended to other localities. Finally candidate gene and genomic approaches lead to detect genetic markers potentially undergoing divergent selection between plague focus and plague free zone than neutral loci and/or associated with experimental plague challenge issue