Thèse soutenue

Dérégulation des gènes et éléments transposables entre sous-espèces de Drosophila mojavensis et D. arizonae

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Auteur / Autrice : Cecilia Artico Banho
Direction : Cristina Vieira-HeddiClaudia marcia aparecida Carareto
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biomath-Bioinfo-Génomique évolutive
Date : Soutenance le 13/05/2020
Etablissement(s) : Lyon en cotutelle avec Universidade estadual paulista (São Paulo, Brésil). Faculdade de Ciências e Tecnologia
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation (Lyon ; 1999-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d’inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
Laboratoire : Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive
Jury : Président / Présidente : Lilian Madi Ravazzi
Examinateurs / Examinatrices : Cristina Vieira-Heddi, Claudia marcia aparecida Carareto, Lilian Madi Ravazzi, Élgion Lúcio da Silva Loreto, Marcelo Mendes Brandão, Laurence Mouton, Alessandro Varani
Rapporteur / Rapporteuse : Élgion Lúcio da Silva Loreto, Marcelo Mendes Brandão

Mots clés

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Résumé

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L'hybridation interspécifique est une condition de stress qui peut conduire à des hybrides stériles ou non viables, en raison de la dérégulation des gènes et des éléments transposables (ET), en particulier chez les hybrides entre espèces du genre Drosophila ayant un long temps de divergence. Cependant, l’ampleur de ces anomalies chez les hybrides d'espèces ayant un temps de divergence récent n'est pas encore bien comprise. Drosophila mojavensis et D.arizonae constituent un bon système biologique pour étudier cette question car le temps de divergence est relativement récent (~1,5 m. a.). En plus, ces espèces présentent différents degrés d'isolement reproducteur et sont capables de produire des hybrides en laboratoire. Afin de vérifier l'occurrence et le degré d'incompatibilité des hybrides, nous avons mesuré les traits d’histoire de vie des descendants de croisements intra et interspécifiques, ainsi que l'expression différentielle des gènes et des ET qui peuvent être impliqués dans l'isolement reproducteur. Les analyses phénotypiques ont montré que tous les hybrides présentaient une viabilité inférieure aux descendants des croisements intraspécifiques. Les analyses de la motilité des spermatique ont montré que tous les hybrides mâles issus de croisement entre femelle D.mojavensis et mâle D.arizonae croisés avaient des spermatozoïdes mobiles, alors que dans le croisement réciproque,75% des hybrides avaient des spermatozoïdes immobiles. Les analyses de fertilité des hybrides n'ont montré aucune dysgénésie gonadique chez les mâles et les femelles et une fertilité de 100%chez les hybrides femelles. Cependant, seulement 50% des hybrides mâles ayant la motilité des spermatozoïdes étaient fertiles. Les analyses RNASeq ont montré que la plupart des gènes et des familles d'ET présentaient une expression conservée par rapport aux espèces parentales dans les ovaires des hybrides. Dans les testicules, en revanche, moins de gènes et de ET ont une expression de type conservé et on observe une tendance à la surexpression des ET et à la sous expression des gènes. En outre, il a été observé que les hybrides sans motilité des spermatozoïdes (issus de croisements entre les femelles D. arizonae et les mâles D. mojavensis) présentaient un nombre plus élevé de gènes dérégulés que ceux avec des spermatozoïdes mobiles, et que la majorité de ces gènes étaient sous-exprimés et présentaient des fonctions liées à la spermatogenèse. Le système de régulation post-transcriptionnel semble ne pas être efficace dans le contrôle de l'expression des ET qui sont surexprimées dans les ovaires et les testicules, même quand des piRNA sont présents dans la lignée maternelle. Cela montre que d'autres mécanismes peuvent être liés à la dérégulation des ET dans les tissus reproducteurs des hybrides entre D.arizonae et D. mojavensis. Parmi ces mécanismes, on peut suggérer la dérégulation de certains gènes impliqués dans la voie des RNAi, et la modification de la chromatine, telle qu'observée dans les testicules. Cependant, on ne peut pas en dire autant des ovaires, car dans ce tissu,l'expression de ces gènes n'a pas été dérégulée. En résumé, cette étude montre que les testicules des hybrides entre D. arizonae et D. mojavensis présentent une expression différentielle des gènes et des ET plus importante par rapport à celle des parents que les ovaires et que, bien que des piARN soient présents pour un grand nombre des ET dérégulés, ils ne semblent pas être capables de contrôler leur expression. Ceci qui peut être associé au phénotype de stérilité observé pour les traits d'histoire de vie analysés chez les hybrides