Signatures génomiques de trois écotypes de l'algue verte Ostreococcus (Chlorophyta, Prasinophyceae) : analyse de leur protéome
Institution:
PerpignanDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The genus Ostreococcus regroups the smallest unicellular photosynthetic eukaryotes known to date. Complete genome of three species of Ostreococcus, isolated from three different ecological niches, have been recently entirely sequenced. These ecotypes correspond to a surface strain adapted to high light intensity (Ostreococcus lucimarinus), a deep strain adapted to low light intensity (O. Sp. RCC809) and a polyvalent surface strain adapted to high light and low light intensity (O. Tauri). First, genome comparison reveals an unexpected divergence in amino acids between orthologous genes (mean identity of 70%) and more surprising that their 18S sequences, marker genes used to characterized planktonic species, have an identity above 99%. Divergence between these three strains have been compared with divergence between complete genomes available in four eukaryotic lineages (Metazoa, Viridiplantae, Ascomycetes and Chlorophyta). These comparisons underlined the fact that the 18S marker gene underestimates the global divergence in unicellular organisms. Second, I compared the proteomes of the three Ostreococcus to determine the genetic basis of their adaptation to their ecological niche. This comparison allowed to identify both orthologous genes shared by the three strains and species specific genes for each strains. Research of the functions of specific genes in one hand, and estimation of the substitution rates between orthologous genes in the other hand, allowed to identify the likely canditates for the origin of adaptation of these organisms to their environment, and this analysis suggests a major role of transmembrane proteins in species evolution.
Abstract FR:
Les plus petits eucaryotes connus à ce jour sont des unicellulaires planctoniques du genre Ostreococcus. Les génomes complets de trois souches d’Ostreococcus, isolées à partir de trois niches écologiques différentes, ont récemment été séquencés. Ces « écotypes » correspondent à une souche de surface adaptée à une forte exposition à la lumière (Ostreococcus lucimarinus), une souche de profondeur adaptée à une luminosité plus faible (O. Sp. RCC809) et une souche de surface adaptée aux intensités lumineuses fortes à faible (O. Tauri). La comparaison de ces génomes a dans un premier temps révélé une divergence inattendue en acides aminés entre les gènes orthologues (identité moyenne de 70%) et d’autant plus surprenante que les séquences des gènes du 18S, les gènes marqueurs utilisés pour caractériser les espèces planctoniques, ont en moyenne 99% d’identité. La comparaison de la divergence entre ces trois souches avec la divergence entre les génomes eucaryotes disponibles dans 4 lignées eucaryotes (métazoaires, viridiplantae, ascomycètes et chlorophytes) a permis de mettre en évidence que le gène marqueur 18S sous-estimait nettement la divergence globale des organismes unicellulaires. Dans un second temps, j’ai comparé les protéomes des trois Ostreococcus afin de déterminer les bases génétiques de leur adaptation à leur niche écologique. Cette comparaison a permis l’identification à la fois des gènes orthologues communs aux trois souches et des gènes spécifiques propres à chaque souche. Les fonctions des gènes spécifiques et les taux de substitution des gènes orthologues m’ont permis d’identifier des gènes candidats à l’origine des adaptations de ces organismes à leur milieu.