Projet ERC "PLEIOTROPY" de Marie Sémon

Description du projet

PLEIOTROPY - Réévaluer l'influence de la pléiotropie sur l'évolution génomique, développementale et morphologique avec les dents de rongeurs. 

La pléiotropie est le phénomène selon lequel un gène affecte plusieurs traits phénotypiques, tels que différents organes. Les mutations avantageuses dans un organe ont souvent des effets antagonistes dans d'autres. Des données théoriques et empiriques récentes suggèrent que l'adaptation se fait si ces mutations pléiotropes sont compensées au cours du développement. Nous pensons que la pléiotropie peut favoriser la divergence rapide de l'expression des gènes du développement et des régions cis-régulatrices par la sélection de telles compensations.

Afin de tester cette hypothèse, notre modèle, les molaires supérieures et inférieures des rongeurs, sera idéal pour :

• lier la variation des gènes, le développement et la forme, et suivre les compensations dans les processus de développement ;
• se concentrer sur un cas concret traçable de pléiotropie avec deux organes ;
• comparer l'évolution pour différentes contraintes de pléiotropie.

Nous avons établi une collection de rongeurs et des méthodes pour comparer leurs génomes et leurs molaires en développement.

L'originalité de PLEIOTROPY est de confronter 3 types d'espèces : les molaires de "type ancêtre" (contrôles), et les molaires dérivées qui ont évolué soit en accord avec les contraintes de pléiotropie (couronnes plus hautes dans les deux molaires), soit contre elles (cuspides supplémentaires seulement dans la molaire supérieure). Notre hypothèse suppose que l'expression des gènes et les régions cis-régulatrices évoluent plus rapidement dans ce dernier cas.

Pour la corroborer, nous allons :

1. Comparer l'évolution de l'expression des gènes dans les germes dentaires et rechercher des mécanismes de développement compensatoires.
2. Étudier l'évolution des régions régulatrices et tester les mutations compensatoires.
3. Modéliser l'évolution conjointe du développement des molaires supérieures et inférieures pour prédire les taux d'évolution du génome et les mutations compensatoires.

PLEIOTROPY exploite une expertise unique, consistant à examiner l'évolution du génome en relation avec l'évolution du développement, pour s'attaquer à l'énigme de la pléiotropie dans l'évolution.

Financement ERC : 1 992 395 €

Durée : 5 ans