Emergence de nouveaux éléments non-codants dans les génomes eucaryotes

Emergence of novel noncoding elements in eukaryotic genomes

• Auteur / Autrice : Chongjian Chen
• Direction : Liang Hu Qu, Daniel Gautheret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec Guangzhou, Sun Yat-Sen University
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génétique végétale

Mots clés libres

ARN non-codants

SnoRNA

MiRNA

Trfs

Séquences Alu

Exaptation

Duplication

Résumé

Il apparaît aujourd'hui que les éléments ARN non-codants jouent un rôle indispensable dans les systèmes biologiques. Bien que notre capacité d'identifier et de comprendre la fonction et l'évolution des ARN codants se soit considérablement renforcée ces dernières années, nos connaissances sur ces molécules demeurent très superficielles, la majorité des génomes étant encore non annotée. Dans cette thèse, je tente par différents moyens d'améliorer les connaissances sur ces régions non codantes en identifiant de nouveaux éléments et en étudiant leur émergence et leur évolution. Dans les deux premiers projets, j'ai utilisé des programmes connus de détection de snoRNA, combinés avec des filtres exploitant des caractéristiques spécifiques de séquence et de structure, pour analyser les snoRNA des génomes de C. Elegans et de Chlamydomonas reinhardtii. L'émergence et l'évolution des ces snoRNA sont largement discutés. Dans le troisième projet, je me suis intéressé à l'émergence des sites de polyadenylation (polyA) via l'exaptation d'éléments transposables. J'ai confirmé l'exaptation de sites polyA localisés dans des séquences de type Alu et j'ai proposé des scenarios probables pour ces évènements. Dans le quatrième projet, j'ai présenté une nouvelle approche pour l'identification d'éléments ARN non-codants issus de duplications dans les génomes végétaux. En tout, ≈ 4000 éléments ARN non-codants sont prédits dans le génome du riz. Enfin, dans le dernier projet, j'ai tenté d'analyser l'émergence des petits ARN chez le riz. J'ai développé une stratégie pour identifier les miRNAs dans les données de séquençage massif de transcrits (RNA-seq). Dans deux jeux de données RNA-seq de cal de riz, j'ai identifié 24 nouveaux miRNAS et isolé des fragments spécifiques issus des extrémités 3' et 5' des ARNt.

It is appearent that noncoding RNAs/elements play indispensible roles in biological systems. Our knowledge about the identification, function and evolution of noncoding RNAs/elements has greatly accumulated, however it seems that we are just at the gate of the hidden noncoding world since majority of genome sequences hitherto have not been annotated. Ln this dissertation, to better understrand the unannoated regions of sequenced genomes, I have made different attempts on the identification of noncoding RNAs/elements and elucidation of emergence and evolution of noncoding RNAs/elements. Ln the first two projects, I have utilized known snoRNA programs combined with specially designed filter based on the additional sequence and structural features to have comprehensive analyses of snoRNAs in C. Elegans and Chlamydomonas reinhardtii genome. The emergence and evolution of snoRNAs have been widely discussed. Ln the third project, I have addressed the emergence of polyadenylation (polyA) sites via the exaptation of transposable elements. I have confirmed the exaptation events in Alu-borne polyA sites and proposed the probable emergence models for polyA sites. Ln the fourth project, I have presented a novel approach to identify noncoding RNAs/elements emerged from duplications. Ln total, ≈ 4000 noncoding RNAs/elements have been predicted. Ln the last project, I have attempted to investigate the emergence of small RNAs. I have developed a new strategy to identify miRNAs in deep sequence pools. Ln two deep sequencing pools of rice calli, I have identified 24 novel miRNAs and also isolated specific small RNA fragments derived from 5' and 3' termini of tRNAs.