1 genomic footprints of a cryptic plastid endosymbiosis in diatoms diversité des organismes marins...

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Genomic Footprints of a Cryptic Plastid

Endosymbiosis in Diatoms

Diversité des Organismes Marins 2010Professeur C.F. Boudouresque

Demmer JonathanPaquereau ThomasM1 BEM

Ahmed Moustafa, Bánk Beszteri, Uwe G. Maier, Chris Bowler,Klaus Valentin et Debashish Bhattacharya

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Quelle est la proportion des gènes d’origine « verte » dans le génome des diatomées?

Quelle a été la voie d’acquisition de ces gènes « verts »? Et à quel moment par rapport au gènes « rouges »?

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

Lignée des Chromalvéolés

Ancêtre commun des Chromalvéolés

Voie « rouge »

Voie « verte »

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2.1 Les diatomées

Les dix règnes d’Eucaryotes

(Baldauf, 2003-2008, simplifié et mis à jour par Boudouresque 2010)

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

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Chromobiontes

D’après Boudouresque et al. (sous presse)

Arbre phylogénétique des Chromobiontes

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

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2.2 Phaeodactylum et Thalassiosira

Thalassiosira pseudonana:

• Participant majeur au pompage du carbone versl’océan profond: effet de puits à carbone.

• Nombre de gènes : 11242

Ces deux espèces ont été choisies comme organismes modèles car leurs génomes ont été entièrement séquencés.

Phaeodactylum tricornutum:

• Existe sous différentes morphologies.

• Biogénèse de la frustule siliceuse facultative.

• Nombre de gènes prédits: 10400

12µm Phaeodactylum tricornutum © IFREMER

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

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2.3 L’endosymbiose secondaire

D’après Roger Prat et Véronique Vonarx (2005)

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

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2.4 Les transferts de gènes horizontaux

Recipient or host(archaeon or eukaryote)

a) Gene retention b) Gene loss c) Gene co-existence d) Gene deplacement

Non-homologousgene

e) New functional gene

Orthologous genes

Endosymbiont(bacterium)

Endosymbiosis

Proteintranslocation

By James R. Brown in Nature review s Genetics

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

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Nombre de gènes

P. T

ricor

natu

mT.

Pse

udon

ana

Indéterminés

Rhodobiontes

EspècesGènes

d’origine « verte »

PhaeodactylumTricornatum

1757

Thalassiosira Pseudonana

1862

24232533

Plus de 70% de ces gènes proviennentde la lignée « verte ».

Viridiplantae

Nombre de gènes issus des lignées « vertes » et « rouges » chez les deux espèces étudiées.

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

D’après Moustafa et al.,modifié.

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Nombres de gènes

Distribution des gènes « verts » de diatomées parmi les différents chromalvéolés.

Phaeodactylum

Thalassiosira

%Estimation du pourcentage de gènes de la lignée verte partagés avec les diatomées

85%

10%3%3% 3,5%

23%

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

D’après Moustafa et al.,modifié.

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Chromobiontes

Prasinophycées

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

4.1 Ouverture par rapport au cours D’après Boudouresque C.F.,modifié

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EspècesDiato-mées

Autres Stramé-nopiles

Apicom-plexes

CiliésHapto-biontes

Crypto-biontes

Dinofla-gellés

Outils molécu-

laires dispo-nibles

Génome entier

Génome entier

Génome entier

Génome entier

Génome entier

EST Data EST Data

Nombre d’es-pèces utilisé

2 4 ? ? 1 ? ?

Comparaison d’un nombre d’espèces faibles ou inconnus

1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

4.2 Avis personnels

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1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

4.3 La discussion continue…

Est-ce que le signal « vert » est faux?

Est-ce que la taille du génome de Cyanidioschyzon merolae utilisé pour les comparaisons implique un biais dans les résultats?

Des études plus approfondies sont nécessaires afin de pouvoir conclure quant à la pertinence de ces résultats.

D’après Tal Dagan et al. (2009)

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1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

Le génome actuel des diatomées porte les traces de plusieurs endosymbioses secondaires successives et différentes.

Cette étude met en avant une endosymbiose secondaire, à l’origine de transferts géniques d’un organisme de la lignée verte antérieure à la lignée rouge.

Cependant, de nombreux aspects de leur histoire évolutive restent encore inconnus.

RhodobiontesPrasinophycées

Date?Mécanismes d’acquisition

des gènes?

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Références• http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Chloroplaste/endosymbiose.htm

• Bowler C., Vardi A. et Allen A., 2010, « Oceanographic and biogeochemical insights from diatom genoms ».

• Cours Boudouresque C.F. 2010

• Burki F., Shalchian-Tabrizi K., Minge M., et al, 2007, « Phylogenomics reshuffles the eukaryotic supergroups ».

• Armbrust E.V.et al., 2004, « The Genome of the Diatoms Thalassiosira Pseudonana: Ecology, Evolution and Metabolism »; Science 306:79-86.

• Dagan T. et Martin W. et al, 2009,« Seeing Green and Red in Diatom genomes »; Science 324:1651.

• Bowler C., Allen A., Badger J., Grimwood J., Jabbari K., Kuo A., Maheswari U., Martens C., Maumus F., Otillar R. et al., 2008, « The Phaeodactylum genome reveals the evolutionary history of diatom genomes », Nature 456: 239-244.

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