thierry de meeûs génétique et evolution des maladies infectieuses (gemi) umr cnrs/ird 2724, ur...
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Thierry de Meeûs
Génétique et Evolution des Maladies Infectieuses (GEMI)
UMR CNRS/IRD 2724, UR IRD 165
Equipe Structure Génétique et Adaptations dans les Systèmes Symbiotiques
Centre IRD de Montpellier 911 Avenue d'Agropolis, B.P. 64501 34394 Montpellier Cedex 5, France.
Tel (33) 4 67 41 63 10 Secrétariat (33) 4 67 41 61 97
Fax (33) 4 67 41 62 99
E-mail: demeeus@mpl.ird.fr
http://gemi.mpl.ird.fr/cepm/SiteWebESS/Fr/deMeeus/EnseignMeeus.html
Organismes Clonaux
Reproduction asexuée chez les parasites
Maladies infectieuses dans le vivant
Clonalité chez les agents infectieux eukaryotes *Parasites à cycle de vie complexe
-Clonalité instantanée -Plusieurs cycles de clonalité
*Parasites à cycles simples
Etudier les populations naturelles *Parasites à cycle de vie complexe
-Clonalité instantanée -Plusieurs cycles de clonalité
*Parasites à cycles simples
Eukaryotes(environs 2.106 sp, dont 1/3 de parasites)
Lig
née
vert
e28
391
5-4
047
(0.0
14)
Eucaryotes1 797 431-477 784 (0.27)
Opi
stho
chon
tes
1 4
38 3
69-4
62 6
31 (
0.32
)
Lig
née
brun
e (C
hrom
ista
) 3
0 45
3-1
266
(0.0
42)
Alv
éobi
onte
s 1
7 03
5-6
907
(0.4
1)
Par
abas
alie
ns (
Tri
chom
onad
ines
) 2
000
-2 0
00 (
1)
Mét
amon
adin
es 3
00-3
00 (
1)
Myc
étoz
oair
es (
Myx
omyc
étes
) 5
32-0
(0)
Act
inop
odes
12
000-
0 (0
)
For
amin
ifèr
es 1
0 00
0-1
(0.0
001)
Eug
léno
bion
tes
(Eug
leno
zoa)
1 6
00-5
84 (
0.37
)
Cry
ptop
hyte
s 2
00-1
(0.
005) R
hizo
pode
s 9
00-4
0 (0
.044
)
Per
colo
zoai
res
20-3
(0.
15)
Chl
orar
achn
ioph
ytes
7-4
(0.
57)
Testaceafilosea 100-0 (0)
Giardia
Naegleriafowleri
Parasites trouvés chez l’hommePratiquant la clonalité~130 sp Sans clonalité~25 sp
*Parasites à cycles complexes -Clonalité instantanée
Quelques champignons
Myxozoaires
Trematoda
Quelques cestodes
Some Microsporidia
Gyrodactylus (Monogenea)
~10000 sp?
Clonalité chez les eukaryotes parasites
*Parasites à cycles complexes-Plusieurs cycles de clonalité
Saprolegna
Opalina
Beaucoup dechampignons
Entomophthorales (Zygomycota)
Cordyceps (Ascomycota)
La pluspart desSporozoaires
~20000 sp?
*Parasites à cycles simples: clonalité non cyclique
Parabasalia (Trichomonadina)
Giardia lamblia
Metamonadina
Trichomonas vaginalis
Entamoeba histolytica
Rhizopoda
Naegleria fowleri
Percolozoa
Ballantidium coli
Haplosporidium sp
Alveolata
Ciliata
Sporozoa
Leishmania spTrypanozoma sp
KinetoplastidaEuglenozoa
Quelques Microsporidies
Candida albicans
“Deuteromycota” (Ascomycota)
Myceta
~30000 sp?
E.g. Parasites clonaux des humains~130 sp
Clonalité instantanée ~ 15 sp
Plusieurs cycles ~ 6 sp
Non cyclique ~109 sp
Epidémiologie moléculaire des clones diploïdes
=>
Génétiques des populationsstructurées
clonales et diploïdes
............
.
.
.
.
..
Migrants
m
1-m
N
m
1-m
N
m
1-m
N
m
1-m
N
m
1-m
N
m
1-m
Nm
1-m
N
m
1-m
N
m
1-m
N
Clonalité: Clonalité: ccSexualité: 1-Sexualité: 1-cc
Taille des dèmesTaille des dèmesNN
10, 50, 100, 100010, 50, 100, 1000
Nombre de dèmesNombre de dèmesnn
10, 50, 100, 100010, 50, 100, 1000
mm0, 0.001, 0.01, 0.10, 0.001, 0.01, 0.1
cc0, 0.5, 0.8, 0.9, 0.95, 0.99, 0.999, 10, 0.5, 0.8, 0.9, 0.95, 0.99, 0.999, 1
Cycles simples
Les F-Statistics de Wright
Fisl
FFisis
FFstst
FFitit
T
oTit
T
sTst
s
osis
H
HHF
H
HHF
H
HHF
T
TIIT
T
TSST
S
SIIS
Q
QQF
Q
QQF
Q
QQF
1
1
1
-1
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Clonality
Fis
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Clonality
Fst
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0 0.8 0.9 0.95 0.99 0.999 1
Clonality
Sta
ndar
d er
ror
of F
is
NN=50, =50, nn=50, =50, mm=0.1, =0.1, uu=0.00001=0.00001
2)(4
1
umNFst
1)(4
1
umNFst
100% clonal Panmixie
rrDD = poly(SexRate, 2) + poly(Mig, 2) + poly(PopSize, 2) = poly(SexRate, 2) + poly(Mig, 2) + poly(PopSize, 2)
0.370.370.060.06
0.020.02
RR² = 0.47² = 0.47
RRGGDGGD = = poly(SexRate, 2) + poly(PopSize, 2) + poly(Mig, 2)poly(SexRate, 2) + poly(PopSize, 2) + poly(Mig, 2)
0.300.300.090.09
0.070.07
RR² = 0.46² = 0.46
Fis 0
-1Loci
C=[0.99-0.95], Nm grand
+ + RRGGDGGD, , rrDD, , GG
Fis 0
-1Loci
C=1, Nm petit
Fst0.5
Fis 0
-1Loci
C=[0.999-0.99], Nm petit
Fst>>0.5
Fis 0
-1Loci
C=1, Nm grand
Fst<<0.5
Effet WahlundEffet Wahlund
et et
allèles nulsallèles nuls
à éviter!à éviter!
Clones structurés en nombreux dèmes
Fst=-Fis/(1-Fis); Fit=0st
st
F
FNm
4
21
is
is
F
FNm
4
1
n =1000, N =10, m =0.001
-0.03
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
Expected(IAM)
Long, 99alleles
Long, 5alleles
Long, 2alleles
Short, 99alleles
Short, 5alleles
Short, 2alleles
Veryshort, 99alleles
Veryshort, 5alleles
Veryshort, 2alleles
Nm
T
TIIT
T
TSST
S
SIIS
Q
QQF
Q
QQF
Q
QQF
1
1
1
Migrants
m1
1-m1
N
m1
1-m1
N
m1
1-m1
N
m1
1-m1
N
m1
1-m1
N
m1
1-m1
Nm1
1-m1
N
m1
1-m1
N
m1
1-m1
N
Migrants
m2
1-m2
N
m2
1-m2
N
m2
1-m2
N
m2
1-m2
N
m2
1-m2
N
m2
1-m2
Nm2
1-m2
N
m2
1-m2
N
m2
1-m2
N
Zygotes issus de croisements sexués
Propagules asexués
m2
m1
Cycles complexesClonalité instantanée
Cycles complexesPlusieurs cycles de clonalité
Epidemiologie moléculaire des parasites clonaux
* Cycles complexes
- Clonalité instantanée
Oeufs produits sexuellement
Cercaires clonales
Le trématodeSchistosoma mansoni
en Guadeloupeavec 7 microsatellites
Fis<0; Femelle Fst > mâle Fst
Le trématode Schistosoma mansoni en Guadeloupe
Le trématode Schistosoma mansoni en Guadeloupe
Fis<0; Femelle Fst > mâle Fst
KENYA
5
4
10
8
15
12
20KmMi
Equator
35 °
Ringa
Got NyabondoKapsulu
Kajulu
Rota
Sondu
Kodera
Oyugis
Rangwe
Kaptik
SeremS
N
W E
KENYA
5
4
10
8
15
12
20KmMi
5
4
10
8
15
12
20KmMi
5
4
10
8
15
12
20KmMi
Equator
35 °
Ringa
Got NyabondoKapsulu
Kajulu
Rota
Sondu
Kodera
Oyugis
Rangwe
Kaptik
SeremS
N
W E
Plasmodium falciparum au Kenya7 microsatellites
1
50µm
100µm
3
2
O
Clones haploïdes
DiploïdesSexués
Hermaphrodites
- Plusieurs cycles de clonalité* Cycles complexes
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 AllLoci
FIT
FIT
FIS
FST
FIS FIS
FSTFST
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 AllLoci
FIS
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 All
Loci
FST
Plasmodium falciparum au Kenya
Ne_P. falciparum ≈ 2Ninfected mosquitoes
s≈0.25
* Parasites à cycles simples
Candida albicans à Abidjan (Côte d’Ivoire)
42 Patients HIV+, 41 SIDA
19 patientes 23 patients
J0
Traitement anti-fungique
J15
Rechute de 13 patients
FPatient≈0.5 (P<0.001)
FSex≈0.08 (P<0.02)
FJ0-J15≈0.2 (P<0.001)
14 loci enzymatiques
Fis=-0.66 Fis=-0.97
Candida albicans à Abidjan (Côte d’Ivoire)
Les 7 loci enzymatiques "sans" allèles nuls
Clones structurés en nombreux dèmes
Fst=-Fis/(1-Fis)
0.3
0.4
0.5
0.6
Fst in males Fst'=-Fis/(1-Fis)in males
Fst in females Fst'=-Fis/(1-Fis)in females
is
is
F
FNm
4
1 Nm=0.09 Nm=0.01
The best case
Structuration de Candida albicans chez des patients HIV+ de Côte d'Ivoire
Week 1, with the seven most polymorphic loci
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
Womenuncombined
Womencombined
Menuncombined
Men combined Women andmen combined
Fis
Candida albicans à Abidjan (Côte d’Ivoire)
Goudet’s technique of pooling samples
-1
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Malepatients no
pooling
Malepatients D0
and D15pooled
Malepatientspooled
Femalepatients no
pooling
Femalepatients D0
and D15pooled
Femalepatientspooled
All patientspooled
Fis
Parasites eukaryotes
De Meeûs T. and Renaud F. 2002. Trends in Parasitology 18: 247-251.
Schistosoma mansoni en Guadeloupe et génétique des populations des cycles complexes
Prugnolle F. et al. 2002. Molecular Ecology 11: 1231-1238.
Prugnolle F. et al. 2004. Molecular Ecology 13: 2859-2864.
Prugnolle F. et al. 2004. International Journal for Parasitology 35: 255-263.
Prugnolle F. et al. 2005. Molecular Ecology 14: 1355-1365.
Plasmodium falciparum au Kenya
Razakandranaibe F.G. et al. 2005. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 102: 17388-17393
Candida albicans à Abidjan et génétique des populations à cycle simple
Nebavi F. et al. 2006. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 103: 3663-3668
Balloux F. et al. 2003. Genetics 164: 1635-1644.
De Meeûs T. and Balloux F. 2004. Infection, Genetics and Evolution 4: 345-351.
De Meeûs T. and Balloux F. 2005. Molecular Ecology 14: 2695-2702.
De Meeûs T. et al. 2006. Infection, Genetics and Evolution 6: 163-170.
Mark Welsh D. and Meselson M. 2000. Science 288: 1211-1215.
Effet Meselson
Remerciements
Francisco AyalaFrançois BallouxSébastien BertoutPatrick Durand
Jacob KoellaLaurent Lehmann
Michèle MalliéFrançois Nébavi
Fabien RazakandranaibeJean-Pierre Pointier
Franck PrugnolleFrançois RenaudFrançois Rousset
André Théron
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