evolution des génomes de vertébrés depuis leur ancêtre craniate commun

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Evolution des génomes de vertébrés depuis leur ancêtre craniate commun Matthieu Muffato Laboratoire Dyogen Ecole Normale Supérieure

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Evolution des génomes de vertébrés depuis leur ancêtre craniate commun. Matthieu Muffato Laboratoire Dyogen Ecole Normale Supérieure. Classification des vertébrés. Gasterosteus aculeatus. Cephalochordés (Amphioxus). Urochordés (Ciona intestinalis). Cambrian. CRANIATES (-480 Ma). - PowerPoint PPT Presentation

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Evolution des génomes de vertébrés depuis leur ancêtre

craniate commun

Matthieu MuffatoLaboratoire Dyogen

Ecole Normale Supérieure

Cephalochordés (Amphioxus)

Urochordés (Ciona intestinalis)

Myxiniformes (Hagfish)CRANIATES

(-480 Ma)

Mus musculus

Homosapiens

Gallusgallus

Tetraodonnigroviridis

Takifugurubripes

Danio rerio

Mammifères

TetrapodesCoelacanthimorpha

Oiseaux

Sarcopterygiens Actinoptérygiens

Teleostéens Acipenseriformes(esturgeons,…)

Percomorphes

Cypriniformes

Tetraodontiformes

Osteichthyes(poissons osseux)

300

400

500

Paleozoic

Cam

brianO

rdovicianS

ilurianD

evonianC

arboniferousP

ermian

0

100

200 Mezozoic

Cenozoic

Triassic

JurassicC

retaceous

Classification des vertébrés

Gasterosteusaculeatus

Chondrichthyes (requins,…)

Double Conserved Synteny

duplication

Ancêtre commun

Homo sapiens Tetraodon nigroviridis

Principe de base: la Double Conserved Synteny

diploidisation

Mus musculus

Homosapiens

Gallusgallus

Tetraodonnigroviridis

Takifugurubripes

Danio rerio

Mammifères

TetrapodesCoelacanthimorpha

Oiseaux

Sarcopterygiens Actinoptérygiens

Percomorphes

Cypriniformes

Tetraodontiformes

Osteichthyes(poissons osseux)

300

400

500

Paleozoic

Cam

brianO

rdovicianS

ilurianD

evonianC

arboniferousP

ermian

0

100

200 Mezozoic

Cenozoic

Triassic

JurassicC

retaceous

Classification des vertébrés

TeleostéensDuplication ?

Gasterosteusaculeatus

CRANIATES(-480 Ma)

Cephalochordés (Amphioxus)

Urochordés (Ciona intestinalis)

Myxiniformes (Hagfish)

Chondrichthyes (requins,…)

Acipenseriformes(esturgeons,…)

Distribution des 748 gènes dupliqués de Tetraodon

Distribution des blocs de synténie dédoublée (DCS) dans le génome humain

Jaillon et al. (2004) Nature 431:946-957

Evolution du génome pré-duplication chez Tetraodon

Duplication

Diploïdisation

Reconstruction Automatique : étape 1/3

719 paires de gènes paralogues (source: Ensembl) définissent 25 paires de chromosomes dupliqués (seuil > 5 paralogues)

Reconstruction Automatique : étape 1/3

Cassure chez Tetraodon

Po

ule

t

Po

ule

t

orthologues

paralogues

Fusion chez Tetraodon

Po

ule

t

Po

ule

t

Les gènes orthologues poulet - Tetraodon permettent de distinguer entre les cassures et les fusions des duplicats originaux qui se sont produites au cours de l’évolution du génome de Tetraodon

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

14

15

16

17

18

19

20

21

Chromosomes de Tetraodon

Chr

omos

ome

s po

ule

tsExemple de fusion de chromosomes pré-duplication

1

2

3

4

5

6

7

89101112131415

16 1718 1920 21222428W

232632Z

5 13 19

Reconstruction Automatique : étape 1/3

Cassure chez Tetraodon

Po

ule

t

Po

ule

t

orthologues paralogues

Fusion chez Tetraodon

Po

ule

t

Po

ule

t

chr. 5chr. 10 chr. 14

On dispose les gènes orthologues sous forme de matrice ...

Reconstruction Automatique : étape 2/3

?

?

?

Les synténies dédoublées (DCS) assignent une paire de gènes poulet - Tetraodon orthologues à un chromosome ancestral.

Reconstruction Automatique : étape 2/3

La convergence entre la distribution des gènes orthologues (Tetraodon - Poulet) et des gènes paralogues (Tetraodon - Tetraodon) permet d’identifier un grand nombre de translocations dans le génome Tetraodon.

chr. 5chr. 10 chr. 14

?

?

paralogues

orthologues

Résultat des étapes 1 et 2

1 2 3 4 5 6 7 8 119 10 12 13 14 15 16 18 1917 20 21

Tetraodon nigroviridis

Génome ancestral des vertébrés

1 2 3 4 5 6 7 8 119 10 12 13 14 15 16 18 1917 20 21

Gallus gallus

21 22 23 24 26 27 28 32 Z

A B C D E F G H KI J L M NGénome ancestral des téléostes

Mus musculus

Homosapiens

Gallusgallus

Tetraodonnigroviridis

Takifugurubripes

Danio rerio

Mammifères

TetrapodesCoelacanthimorpha

Oiseaux

Sarcopterygiens Actinoptérygiens

Percomorphes

Cypriniformes

Tetraodontiformes

Osteichthyes(poissons osseux)

300

400

500

Paleozoic

Cam

brianO

rdovicianS

ilurianD

evonianC

arboniferousP

ermian

0

100

200 Mezozoic

Cenozoic

Triassic

JurassicC

retaceous

Classification des vertébrés

Duplication Teleostéens

Gasterosteusaculeatus

CRANIATES(-480 Ma)

Cephalochordés (Amphioxus)

Urochordés (Ciona intestinalis)

Myxiniformes (Hagfish)

Chondrichthyes (requins,…)

Acipenseriformes(esturgeons,…)

1. Etude des gènes paralogues de Tetraodon

2. Etude des gènes orthologues entre le Poulet et Tetraodon

2. Etude des gènes orthologues entre l’Homme et Tetraodon

2. Etude des gènes orthologues entre le Chien et Tetraodon

1. Etude des gènes paralogues l’épinoche

2. Etude des gènes orthologues entre le Poulet et Tetraodon

2. Etude des gènes orthologues entre l’Homme et Tetraodon

2. Etude des gènes orthologues entre le Chien et Tetraodon

HommeSourisPouletTetraodonEpinoche

Intégration des comparaisons via les orthologuesDéfinition de 12241 gènes ancestraux de vertébrés

Généralisation et intégration de 6 génomes de vertébrés

Reconstruction Automatique : étape 3/3

Mus musculus

Homosapiens

Gallusgallus

Tetraodonnigroviridis

Takifugurubripes

Danio rerio

Mammifères

TetrapodesCoelacanthimorpha

Oiseaux

Sarcopterygiens Actinoptérygiens

Percomorphes

Cypriniformes

Tetraodontiformes

Osteichthyes(poissons osseux)

300

400

500

Paleozoic

Cam

brianO

rdovicianS

ilurianD

evonianC

arboniferousP

ermian

0

100

200 Mezozoic

Cenozoic

Triassic

JurassicC

retaceous

Classification des vertébrés

Duplication Teleostéens

Gasterosteusaculeatus

CRANIATES(-480 Ma)

?Ancêtre des amniotes

Cephalochordés (Amphioxus)

Urochordés (Ciona intestinalis)

Myxiniformes (Hagfish)

Chondrichthyes (requins,…)

Acipenseriformes(esturgeons,…)

Homo sapiens

Tetraodon nigroviridis

Reconstruction du génome ancestral des amniotes

A B C D E F G H KI J L M NGénome ancestral des téléostes

Gallus gallus

?

Génome ancestral des amniotes

Gasterosteusaculeatus

Reconstruction du génome ancestral des amniotes

BB'

Scénario 2

1

5

9

2

14

3Homo

sapiensGallus gallus

B

Scénario 1

1

5

9

2

14

3Homo sapiens

Gallus gallus

Gènes orthologues

Reconstruction d’un ordre de gènes ancestral

Pour un chromosome donné, on construit le graphe des distances inter-gènes moyennes

Le but est de trouver le meilleur consensusi.e. la suite de gènes qui minimise la somme des

distances inter-gènes

Problème du Voyageur de Commerce(Traveling Salesman Problem)

Solution: « Concorde » (Branch & Cut)

Mus musculus

Homosapiens

Gallusgallus

Tetraodonnigroviridis

Takifugurubripes

Danio rerio

Mammifères

TetrapodesCoelacanthimorpha

Oiseaux

Sarcopterygiens Actinoptérygiens

Percomorphes

Cypriniformes

Tetraodontiformes

Osteichthyes(poissons osseux)

300

400

500

Paleozoic

Cam

brianO

rdovicianS

ilurianD

evonianC

arboniferousP

ermian

0

100

200 Mezozoic

Cenozoic

Triassic

JurassicC

retaceous

Classification des vertébrés

Duplication Teleostéens

Gasterosteusaculeatus

CRANIATES(-480 Ma)2 duplications complètes du

génomes

Cephalochordés (Amphioxus)

Urochordés (Ciona intestinalis)

Myxiniformes (Hagfish)

Chondrichthyes (requins,…)

Acipenseriformes(esturgeons,…)

L’hypothèse des « 2R »

Susumu Ohno1928-2002

« It is likely that the first vertebrate to emerge on this earth [had a genome] which was probably derived from a primitive chordate by tetraploidization »S. Ohno et al. (1968) Heredity 59(1):169-187

« An ancient crossopterygian fish, which served as direct ancestor of mammals, already attained the characteristic DNA content [of mammals] by a second tetraploidisation before coming on land to live»S. Ohno et al. (1968) Heredity 59(1):169-187

« Yet it is our contention that either at the fish stage or at the amphibian stage, the mammalian ancestor went through at least one tetraploid evolution»S. Ohno. (1970) Evolution by Gene Duplication p. 102. Springer-Verlag Ed. New-York Inc.

Paralogues ancestraux

Relations de paralogie attendues entre les chromosomes après 2 duplications successives

1ère duplication

2ième duplication

Reconstruction de paralogues ancestraux

Drosophile

Homme 1Souris 1Poulet 1Tetraodon 1Epinoche 1

Gene ancestralvertébré 1

Homme 2Souris 2Poulet 2Tetraodon 2Epinoche 2

Gene ancestral vertébré 2

paralogues

1. Travail de Dehal P, Boore JLJoint Genome Institute

2. TreePattern & FamFetchPôle Bioinformatique Lyonnais

3. Ensembl

2080 familles de paralogues

Distribution des paralogues ancestraux

2080 paires de paralogues sur le génome ancestral des amniotes

Si la distribution des paralogues était uniforme, quelle serait la probabilité d’avoir le nombre de paralogues observés entre deux

chromosomes donnés?

On recherche un ensemble de chromosomes reliés par de faibles P-values

P-values < 10-5

Identification des chromosomes dupliqués 2R

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y za -5,E-04 -4,E-02 -1,E-04 -2,E-01 2,E-17 -2,E-01 -1,E-01 -2,E-02 -7,E-02 -2,E-01 -1,E-01 -7,E-02 -2,E-01 2,E-10 -1,E-03 7,E-12 6,E-06 -3,E-02 2,E-27 -2,E-03 -8,E-02 1,E-08 2,E-06 3,E-30 -2,E-02 -6,E-03b -4,E-02 6,E-10 2,E-54 -2,E-01 -1,E-01 -3,E-01 9,E-15 -1,E-01 -4,E-02 -2,E-01 -2,E-01 -1,E-01 2,E-02 -1,E-01 -1,E-01 8,E-03 -1,E-01 -1,E-01 -3,E-03 -1,E-01 -1,E-01 -1,E-02 2,E-13 -5,E-02 -2,E-01 -9,E-02c -1,E-04 2,E-54 0,E+00 -2,E-02 -3,E-05 -1,E-01 2,E-34 -9,E-02 -1,E-02 -8,E-02 -8,E-02 -4,E-03 -1,E-01 -4,E-03 -5,E-04 -3,E-02 -8,E-03 -9,E-02 -2,E-03 -6,E-03 -1,E-01 -7,E-02 -1,E-01 -1,E-02 -1,E-01 -3,E-03d -2,E-01 -2,E-01 -2,E-02 2,E-01 8,E-10 1,E-04 -3,E-01 -2,E-01 -3,E-01 -4,E-01 -3,E-01 -1,E-01 2,E-01 -3,E-01 5,E-04 6,E-11 -2,E-01 -2,E-01 -1,E-01 -3,E-01 -4,E-01 1,E-10 1,E-03 7,E-02 -3,E-01 -2,E-01e 2,E-17 -1,E-01 -3,E-05 8,E-10 -4,E-02 -2,E-01 -2,E-02 -2,E-01 -2,E-01 -9,E-02 -4,E-02 -2,E-01 -2,E-01 4,E-04 5,E-18 1,E-07 -5,E-02 -5,E-02 3,E-06 -7,E-02 -2,E-01 5,E-11 -5,E-02 -2,E-01 -8,E-02 -2,E-01f -2,E-01 -3,E-01 -1,E-01 1,E-04 -2,E-01 2,E-03 -4,E-01 -2,E-01 -4,E-01 -5,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -4,E-01 -3,E-01 -3,E-01 3,E-16 -2,E-01 -4,E-01 -3,E-01 -3,E-01 -4,E-01 4,E-05 8,E-07 -4,E-01 -3,E-01 -4,E-01g -1,E-01 9,E-15 2,E-34 -3,E-01 -2,E-02 -4,E-01 1,E-08 -3,E-01 -3,E-01 4,E-02 -1,E-01 -3,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -8,E-02 -6,E-02 -1,E-02 4,E-04 -2,E-01 -8,E-02 -2,E-01 -2,E-01 -1,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -9,E-02h -2,E-02 -1,E-01 -9,E-02 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -3,E-01 2,E-02 2,E-02 -2,E-01 5,E-02 1,E-43 -3,E-01 -2,E-01 3,E-09 -2,E-01 -9,E-02 -9,E-02 -2,E-01 -2,E-01 3,E-24 -3,E-03 -1,E-01 -2,E-01 -3,E-01 1,E-05i -7,E-02 -4,E-02 -1,E-02 -3,E-01 -2,E-01 -4,E-01 -3,E-01 2,E-02 -2,E-01 -4,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -3,E-01 -2,E-01 3,E-02 -2,E-01 -2,E-01 1,E-18 -2,E-01 -3,E-01 3,E-05 2,E-34 -3,E-01 -4,E-01 3,E-02 -3,E-01j -2,E-01 -2,E-01 -8,E-02 -4,E-01 -9,E-02 -5,E-01 4,E-02 -2,E-01 -4,E-01 2,E-02 5,E-02 -3,E-01 8,E-46 -3,E-01 -2,E-01 -3,E-01 8,E-08 -3,E-01 -1,E-01 -1,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -3,E-01 -3,E-01 -2,E-01k -1,E-01 -2,E-01 -8,E-02 -3,E-01 -4,E-02 -3,E-01 -1,E-01 5,E-02 -3,E-01 5,E-02 5,E-19 -7,E-02 -3,E-01 -5,E-02 -1,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -9,E-02 -1,E-01 8,E-15 -1,E-01 -1,E-01 -2,E-01 -2,E-01 4,E-42 3,E-04l -7,E-02 -1,E-01 -4,E-03 -1,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -3,E-01 1,E-43 -2,E-01 -3,E-01 -7,E-02 4,E-05 -3,E-01 -3,E-02 1,E-07 -3,E-02 -5,E-02 2,E-03 -2,E-01 -2,E-01 4,E-26 4,E-05 -2,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -2,E-01m -2,E-01 2,E-02 -1,E-01 2,E-01 -2,E-01 -4,E-01 -3,E-01 -3,E-01 -3,E-01 8,E-46 -3,E-01 -3,E-01 9,E-06 -3,E-01 -2,E-01 -3,E-01 -7,E-02 -3,E-01 3,E-04 -3,E-01 -3,E-01 -8,E-02 3,E-04 -3,E-01 -2,E-01 -2,E-01n 2,E-10 -1,E-01 -4,E-03 -3,E-01 4,E-04 -3,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -3,E-01 -5,E-02 -3,E-02 -3,E-01 2,E-13 -2,E-02 -7,E-02 -8,E-03 -2,E-01 6,E-12 8,E-06 -7,E-02 -1,E-02 4,E-02 4,E-15 -2,E-01 7,E-14o -1,E-03 -1,E-01 -5,E-04 5,E-04 5,E-18 -3,E-01 -8,E-02 3,E-09 3,E-02 -2,E-01 -1,E-01 1,E-07 -2,E-01 -2,E-02 1,E-07 -2,E-02 4,E-04 1,E-02 2,E-03 -1,E-01 3,E-04 4,E-05 -1,E-01 -5,E-02 -8,E-02 -2,E-01p 7,E-12 8,E-03 -3,E-02 6,E-11 1,E-07 3,E-16 -6,E-02 -2,E-01 -2,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -3,E-02 -3,E-01 -7,E-02 -2,E-02 9,E-04 1,E-08 -1,E-01 -1,E-01 -2,E-01 -7,E-02 -9,E-02 2,E-04 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01q 6,E-06 -1,E-01 -8,E-03 -2,E-01 -5,E-02 -2,E-01 -1,E-02 -9,E-02 -2,E-01 8,E-08 -2,E-01 -5,E-02 -7,E-02 -8,E-03 4,E-04 1,E-08 1,E-69 7,E-21 -2,E-02 -8,E-02 -7,E-02 -2,E-03 -2,E-01 -2,E-01 -7,E-02 -2,E-02r -3,E-02 -1,E-01 -9,E-02 -2,E-01 -5,E-02 -4,E-01 4,E-04 -9,E-02 1,E-18 -3,E-01 -9,E-02 2,E-03 -3,E-01 -2,E-01 1,E-02 -1,E-01 7,E-21 3,E-02 -2,E-01 -2,E-01 2,E-06 5,E-14 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01s 2,E-27 -3,E-03 -2,E-03 -1,E-01 3,E-06 -3,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -1,E-01 -1,E-01 -2,E-01 3,E-04 6,E-12 2,E-03 -1,E-01 -2,E-02 -2,E-01 -5,E-02 1,E-06 -6,E-02 -1,E-01 9,E-03 1,E-06 -1,E-01 7,E-08t -2,E-03 -1,E-01 -6,E-03 -3,E-01 -7,E-02 -3,E-01 -8,E-02 -2,E-01 -3,E-01 -1,E-01 8,E-15 -2,E-01 -3,E-01 8,E-06 -1,E-01 -2,E-01 -8,E-02 -2,E-01 1,E-06 -2,E-01 -9,E-02 -5,E-02 -2,E-01 -1,E-01 3,E-22 2,E-27u -8,E-02 -1,E-01 -1,E-01 -4,E-01 -2,E-01 -4,E-01 -2,E-01 3,E-24 3,E-05 -2,E-01 -1,E-01 4,E-26 -3,E-01 -7,E-02 3,E-04 -7,E-02 -7,E-02 2,E-06 -6,E-02 -9,E-02 -2,E-01 2,E-05 -2,E-01 -2,E-01 -1,E-01 -2,E-01v 1,E-08 -1,E-02 -7,E-02 1,E-10 5,E-11 4,E-05 -2,E-01 -3,E-03 2,E-34 -2,E-01 -1,E-01 4,E-05 -8,E-02 -1,E-02 4,E-05 -9,E-02 -2,E-03 5,E-14 -1,E-01 -5,E-02 2,E-05 -8,E-04 3,E-04 -2,E-01 -1,E-02 -1,E-01w 2,E-06 2,E-13 -1,E-01 1,E-03 -5,E-02 8,E-07 -1,E-01 -1,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01 3,E-04 4,E-02 -1,E-01 2,E-04 -2,E-01 -2,E-01 9,E-03 -2,E-01 -2,E-01 3,E-04 5,E-02 -3,E-01 -7,E-02 -2,E-01x 3,E-30 -5,E-02 -1,E-02 7,E-02 -2,E-01 -4,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -4,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -3,E-01 -3,E-01 4,E-15 -5,E-02 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01 1,E-06 -1,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -3,E-01 -3,E-01 -2,E-01 -3,E-01y -2,E-02 -2,E-01 -1,E-01 -3,E-01 -8,E-02 -3,E-01 -2,E-01 -3,E-01 3,E-02 -3,E-01 4,E-42 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-01 -8,E-02 -2,E-01 -7,E-02 -2,E-01 -1,E-01 3,E-22 -1,E-01 -1,E-02 -7,E-02 -2,E-01 3,E-03 4,E-20z -6,E-03 -9,E-02 -3,E-03 -2,E-01 -2,E-01 -4,E-01 -9,E-02 1,E-05 -3,E-01 -2,E-01 3,E-04 -2,E-01 -2,E-01 7,E-14 -2,E-01 -2,E-01 -2,E-02 -2,E-01 7,E-08 2,E-27 -2,E-01 -1,E-01 -2,E-01 -3,E-01 4,E-20 -2,E-01

K N S T Y Z-3,291 -1,154 -3,5554 -0,77 16,713 -0,786 -0,863 -1,646 -1,167 -0,794 -0,931 -1,125 -0,798 9,719 -2,877 11,09 5,172 -1,482 26,81 -2,798 -1,086 9,028 4,549 29,18 -1,733 -2,26-1,154 9 54,462 -0,652 -0,8558 -0,569 14,26 -0,877 -1,419 -0,828 -0,719 -1,019 2,223 -0,894 -1,005 2,059 -0,911 -0,889 -2,626 -0,935 -1,015 -1,699 13,34 -1,374 -0,776 -1,039-3,555 54,46 126,67 -1,619 -4,4929 -0,717 33,81 -1,054 -1,941 -1,015 -1,021 -2,385 -0,805 -2,396 -3,214 -1,597 -2,129 -1,004 -2,65 -2,195 -0,826 -1,104 -1,021 -1,869 -0,859 -2,436

-0,77 -0,652 -1,6186 0,742 9,0708 3,939 -0,575 -0,602 -0,504 -0,464 -0,468 -0,826 -0,734 -0,567 3,346 10,17 -0,703 -0,698 -0,932 -0,542 -0,449 10,13 2,518 1,115 -0,482 -0,74916,713 -0,856 -4,4929 9,071 -1,3962 -0,727 -1,599 -0,724 -0,684 -1,006 -1,512 -0,734 -0,809 3,363 17,37 6,935 -1,269 -1,29 5,48 -1,13 -0,748 9,564 -1,512 -0,758 -1,139 -0,818-0,786 -0,569 -0,717 3,939 -0,727 2,641 -0,434 -0,689 -0,379 -0,349 -0,474 -0,643 -0,45 -0,476 -0,568 15,34 -0,69 -0,443 -0,586 -0,464 -0,434 4,783 5,695 -0,44 -0,504 -0,45-0,863 14,26 33,807 -0,575 -1,5988 -0,434 8,313 -0,563 -0,482 1,387 -0,839 -0,574 -0,454 -0,659 -1,033 -1,182 -1,926 3,522 -0,629 -1,087 -0,744 -0,802 1,076 -0,649 -0,733 -0,997-1,646 -0,877 -1,0539 -0,602 -0,7245 -0,689 -0,563 1,75 1,638 -0,694 1,339 42,92 -0,476 -0,648 8,576 -0,65 -1,07 -1,044 -0,682 -0,652 23,59 -2,664 -0,977 -0,729 -0,577 4,867-1,167 -1,419 -1,941 -0,504 -0,6841 -0,379 -0,482 1,638 -0,629 -0,445 -0,506 -0,748 -0,508 -0,688 1,545 -0,682 -0,697 15,9 -0,688 -0,571 4,631 33,79 -0,735 -0,451 1,587 -0,57-0,794 -0,828 -1,0152 -0,464 -1,0056 -0,349 1,387 -0,694 -0,445 1,652 3,033 -0,531 44,05 -0,6 -0,779 -0,571 6,708 -0,577 -0,931 -0,567 -0,62 -0,717 -0,677 -0,523 1,223 -0,804-0,931 -0,719 -1,0215 -0,468 -1,512 -0,474 -0,839 1,339 -0,506 3,033 12,86 1,186 -0,47 -1,267 -0,842 -0,777 -0,744 -1,018 -0,864 12,63 -0,816 -0,989 -0,569 -0,497 38,73 3,648-1,125 -1,019 -2,3849 -0,826 -0,734 -0,643 -0,574 42,92 -0,748 -0,531 1,186 4,422 -0,51 -1,482 6,344 -1,516 -1,261 2,811 -0,677 -0,748 25,5 4,082 -0,589 -0,55 -0,603 -0,642-0,798 2,223 -0,8049 -0,734 -0,8091 -0,45 -0,454 -0,476 -0,508 44,05 -0,47 -0,51 5,031 -0,567 -0,767 -0,568 -1,158 -0,585 3,484 -0,569 -0,564 -1,18 3,918 -0,492 -0,676 -0,7569,7189 -0,894 -2,3961 -0,567 3,363 -0,476 -0,659 -0,648 -0,688 -0,6 -1,267 -1,482 -0,567 12,73 -1,823 -1,171 -2,084 -0,746 11,23 5,107 -1,123 -1,295 -1,022 14,29 -0,65 13,23-2,877 -1,005 -3,2135 3,346 17,366 -0,568 -1,033 8,576 1,545 -0,779 -0,842 6,344 -0,767 -1,823 6,962 -1,77 3,439 2,002 2,678 -0,894 3,069 4,472 -0,802 1,598 -0,926 -0,75711,093 2,059 -1,5972 10,17 6,9354 15,34 -1,182 -0,65 -0,682 -0,571 -0,777 -1,516 -0,568 -1,171 -1,77 3,043 7,882 -0,915 -0,927 -0,71 -1,149 -1,11 4,286 -0,691 -0,676 -0,7415,1718 -0,911 -2,1291 -0,703 -1,2689 -0,69 -1,926 -1,07 -0,697 6,708 -0,744 -1,261 -1,158 -2,084 3,439 7,882 68,65 20,23 -1,71 -1,116 -1,133 -3,296 -0,829 -0,685 -1,119 -1,749-1,482 -0,889 -1,0041 -0,698 -1,2903 -0,443 3,522 -1,044 15,9 -0,577 -1,018 2,811 -0,585 -0,746 2,002 -0,915 20,23 1,509 -0,726 -0,655 5,777 13,49 -1,018 -0,788 -0,685 -0,65326,808 -2,626 -2,6502 -0,932 5,4799 -0,586 -0,629 -0,682 -0,688 -0,931 -0,864 -0,677 3,484 11,23 2,678 -0,927 -1,71 -0,726 -1,3 5,989 -1,206 -0,916 2,462 5,862 -0,914 7,167-2,798 -0,935 -2,1947 -0,542 -1,1296 -0,464 -1,087 -0,652 -0,571 -0,567 12,63 -0,748 -0,569 5,107 -0,894 -0,71 -1,116 -0,655 5,989 -0,74 -1,057 -1,185 -0,818 -0,595 19,8 26,72-1,086 -1,015 -0,8263 -0,449 -0,7476 -0,434 -0,744 23,59 4,631 -0,62 -0,816 25,5 -0,564 -1,123 3,069 -1,149 -1,133 5,777 -1,206 -1,057 -0,718 4,548 -0,542 -0,608 -0,867 -0,7019,028 -1,699 -1,1035 10,13 9,5639 4,783 -0,802 -2,664 33,79 -0,717 -0,989 4,082 -1,18 -1,295 4,472 -1,11 -3,296 13,49 -0,916 -1,185 4,548 4,105 3,069 -0,762 -1,959 -0,833

4,5486 13,34 -1,0215 2,518 -1,512 5,695 1,076 -0,977 -0,735 -0,677 -0,569 -0,589 3,918 -1,022 -0,802 4,286 -0,829 -1,018 2,462 -0,818 -0,542 3,069 -1,002 -0,497 -0,978 -0,66829,183 -1,374 -1,8685 1,115 -0,7583 -0,44 -0,649 -0,729 -0,451 -0,523 -0,497 -0,55 -0,492 14,29 1,598 -0,691 -0,685 -0,788 5,862 -0,595 -0,608 -0,762 -0,497 -0,546 -0,756 -0,568-1,733 -0,776 -0,8586 -0,482 -1,1389 -0,504 -0,733 -0,577 1,587 1,223 38,73 -0,603 -0,676 -0,65 -0,926 -0,676 -1,119 -0,685 -0,914 19,8 -0,867 -1,959 -0,978 -0,756 2,631 18,73

-2,26 -1,039 -2,4359 -0,749 -0,8183 -0,45 -0,997 4,867 -0,57 -0,804 3,648 -0,642 -0,756 13,23 -0,757 -0,741 -1,749 -0,653 7,167 26,72 -0,701 -0,833 -0,668 -0,568 18,73 -0,778

Identification des chromosomes dupliqués 2R

K

N

ST

YZ

K

N

TS

Y

Z

Chromosomes ancestraux des craniates

Mus musculus

Homosapiens

Gallusgallus

Tetraodonnigroviridis

Takifugurubripes

Danio rerio

Mammifères

TetrapodesCoelacanthimorpha

Oiseaux

Sarcopterygiens Actinoptérygiens

Percomorphes

Cypriniformes

Tetraodontiformes

Osteichthyes(poissons osseux)

300

400

500

Paleozoic

Cam

brianO

rdovicianS

ilurianD

evonianC

arboniferousP

ermian

0

100

200 Mezozoic

Cenozoic

Triassic

JurassicC

retaceous

Classification des vertébrés

Duplication Teleostéens

Gasterosteusaculeatus

CRANIATES (-480 Ma)

Cephalochordés (Amphioxus)

Urochordés (Ciona intestinalis)

Myxiniformes (Hagfish)

Chondrichthyes (requins,…)

Acipenseriformes(esturgeons,…)

Clusters de gènes humains en 4 exemplaires

Les 4 clusters HOX

Génome humain(présent)

Génome ancestral amniote(-310 millions d’années)

Génome ancestral craniate(-550 millions d’années)

Les 4 clusters MHC

Les 4 régions sous empreinte parentale(Paulsen et al. 2005. Genome Research)

a

b

p

q

l

o

r v

r

bc

d

Résumé de la démarche

1. Extraction des groupes de paralogues

2. Intégration des cassures et des fusions

3. Intégration des translocations

1. Construction du génome ancestral amniotes

2. Distribution des paralogues issus des « 2R » sur le génome ancestral amniote

3. Définition des chromosomes craniates grâce aux p-values

Génome Ancestral

des téléostes

Génome Ancesral Craniate

Collaborateurs:

• O. Jaillon, J-M. Aury, J. Weissenbach et coll. Genoscope

• Le groupe Ensembl www.ensembl.org

• M. Robinson Rechavi, R. Studer, Université de Lausanne

Matthieu Muffato

Hugues Roest Crollius

http://www.biologie.ens.fr/dyogen