Evolution des réseaux biomoléculaires sous duplication des gène et génome entier

Evolution of biomolecular networks under gene and genome duplication

• Auteur / Autrice : Richard Stein
• Direction : Hervé Isambert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique théorique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gènes

Génome

Biophysique

Résumé

Il y a 40 ans, S. Ohno proposait la duplication des gènes et du génome commme l'une des principales forces de l'évolution (par exemple par la création de nouvelles fonctions protéiques ou par événements de spéciation). Prenant l'exemple des réseaux d'interaction protéine-protéine, Evlampiev et al. Ont développé un modèle analytique de réseau d'évolution par duplication-divergence sur différentes échelles génomiques. Ce modèle fournit, par exemple, un diagramme de phase qui prédit la topologie en limite asymptotique des grands réseaux. Dans cette thèse, nous présentons une analyse du problème de l'expansion des familles de gènes et des sous-réseaux, qui constituait jusqu'ici un problème ouvert, en utilisant des compositions de suites logistiques. Nous discutons également de l'existence de variations spontanées du taux de croissance entre les familles de gènes à l'aide d'une approximation de champ moyen. Cette approche fondamentale de l'évolution des réseaux non-orientés peut, en fait, être utilisée également pour analyser l'évolution des réseaux orientés sous duplication-divergence, tels que les voies de signalisation ou les réseaux de régulation de l'expression génétique. Elle peut également être appliquée pour analyser, en particulier, les différents taux de conservation de différentes classes de gènes, soit par duplication segmentaire soit par duplication du génome entier. Avec notre travail, nous espérons améliorer la compréhension du rôle de la duplication des gènes dans l'évolution des réseaux biologiques, conduisant à des prédictions sur la conservation, la topologie du réseau et d'autres caractéristiques expérimentalement vérifiables des réseaux biologiques.