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