Détection de processus sexuellement antagonistes dans le génome humain

Detection of sexually antagonistic processes in the human genome

• Auteur / Autrice : Elise Lucotte
• Direction : Evelyne Heyer, Bruno Toupance
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique des populations
• Date : Soutenance le 23/11/2015
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Éco-Anthropologie et Ethnobiologie (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Higuet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mark Kirkpatrick, Patricia Balaresque
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Emmanuelle Génin, Catherine Montchamp-Moreau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromosomes sexuels

Différences entre sexes

Mots clés libres

Sélection sexuellement antagoniste

Conflit sexuel intralocus

Dimorphisme sexuel

Balayage du génome

Chromosome X

Distorsion de transmission sexe-spécifique

Sexually antagonistic selection

Genome scan

Résumé

Chez les espèces sexuées, une sélection sexuellement antagoniste (SA) peut agir si les deux sexes ont des optimums en fitness différents pour un même trait. De plus, si l'architecture génétique de ce trait est partagée entre les sexes, un conflit sexuel intralocus (IASC) peut se produire, menant à l'évolution d'un dimorphisme sexuel. Un modèle de génétique des populations classique prédit que le chromosome X offre un environnement plus favorable à l'accumulation de locus sous sélection SA en comparaison aux autosomes. Nous nous sommes dans un premier temps intéressée à la détection d'une signature d'IASC dans le génome humain, c'est-à-dire des différences de fréquences alléliques entre les sexes. En effectuant un balayage du génome, nous avons mis en évidence un enrichissement en locus montrant une signature d'IASC sur le chromosome X en comparaison aux autosomes. Un mécanisme possible à l'origine des différences de fréquences alléliques entre les sexes dans une population est une distorsion de transmission sexe-spécifique. Dans un second temps, nous avons donc mis au point une méthode de détection de locus pour lesquels les parents transmettent préférentiellement un allèle à leurs fils, et un autre allèle à leurs filles, en utilisant une base de données de séquençage de trios parents-enfant. Nos résultats indiquent que des processus de distorsion de transmission sexe-spécifique seraient à l'origine d'une grande partie des différences de fréquences alléliques entre les sexes observées chez les enfants. Cela suggère que des processus sexuellement antagonistes agissant sur la survie pourraient avoir lieu entre la production des gamètes et la naissance chez l'Homme.

Sexually Antagonistic (SA) selection can occur when, within a species, the two sexes have different fitness optima for a trait. If a trait under SA selection is encoded by the same set of genes in the two sexes, an Intralocus Sexual Conflict (IASC) can arise, leading to the evolution of sexual dimorphism. A classical theoretical model predicts that the X chromosome should be a hotspot for the accumulation of loci under IASC, as compared to the autosomes. In this dissertation, we first aimed at detecting differences in allelic frequencies between males and females, a signature of IASC, in the human genome using a genome scan. We show that loci exhibiting signatures of ongoing IASC are preferentially located on the X chromosome as compared to autosomes. Moreover, they are enriched in genes involved in the determination of traits known to be sexually dimorphic in humans, including reproduction, metabolism and immune system, supporting an implication of sexually antagonistic selection in the evolution of sexual dimorphisms in humans. One possible mechanism leading to differences in allelic frequencies between the sexes is a sex-specific transmission distortion. Therefore, we aimed at detecting loci for which parents preferentially transmit one allele to their sons and another allele to their daughters in a sequencing dataset containing trios (parents-child). We found that sex-specific transmission distortions are at the origin of a large proportion of the differences in allelic frequencies between the sexes observed in children. This suggests that sexually antagonistic processes on survival may occur between the production of gametes and birth in humans.