Chromosome segregation during meiosis I in a new model organism, Saccharomycodes ludwigii
Institution:
Paris 7Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Meiotic recombination ensures both faithful chromosome segregation during meiosis I and genetic diversity by genome reshuffling. However segregation analysis suggested the absence of crossover in the poorly studied yeast species Saccharomycodes ludwigii (Yamakazi et al, 1976). In order to understand the mechanisms involved in chromosome segregation and the impact of the lack of recombination on the genome structure, meiotic recombination has been investigated in Sd. Ludwigii. To conduct this study, the sequencing of the genome and the establishment of genomic engineering protocols were required to establish Sd. Ludwigii as a model organism. Using hybrid strains created from different isolates and following many thousand SNPs as segregation markers during meiosis, the absence of any detectable meiotic exchange between homologs was confirmed. In parallel, functional studies were performed to investigate the segregation of chromosomes during meiosis I in Sd ludwigii as most genes involved in meiosis were identified in the genome. Surprisingly, using cytological methods, meiotic double strand breaks (DSBs) were observed and turned out to be required for proper chromosome segregation. The initiation and processing of these DSBs appeared to be performed as in S. Cerevisiae. Taken together, our results support the existence of meiosis specific DSBs, at yet unclear localization and indicate their role in meiotic chromosome segregation.
Abstract FR:
La recombinaison méiotique assure la ségrégation des chromosomes durant la première division méiotique (MI) ainsi que la diversité génétique par remodelage du génome. Cependant une analyse de ségrégation a suggéré l'absence de crossing-over chez une levure jusqu'à présent peu étudiée, Saccharomycodes ludwigii (Yamakazi et al, 1976). Afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la ségrégation des chromosomes et l'impact de l'absence de recombinaison sur la structure du génome, nous avons étudié la recombinaison méiotique chez Sd. Ludwigii. Pour réaliser cette analyse, le séquençage du génome ainsi que le développement de protocoles de manipulations génétiques ont été requis afin d'établir Sd. Ludwigii en tant qu'organisme modèle. A partir d'une lignée hybride construite avec différentes isolats, plusieurs milliers de SNPs ont été utilisés comme marqueurs de ségrégation pendant la méiose, nous permettant ainsi de confirmer l'absence totale de recombinaison entre les chromosomes homologues. En parallèle, des analyses fonctionnelles ont été menées afin d'étudier la ségrégation de chromosomes pendant MI chez Sd. Ludwigii, vu que la plupart des gènes requis pour la recombinaison méiotique ont été identifiées. Etonnamment, en utilisant des méthodes cytologiques, des cassures double brin (CDBs) ont été observées et apparaissent indispensables pour assurer la ségrégation des chromosomes. L'initiation de ces CDBs ainsi que leur dégradation semblent se produire d'une façon similaire à S. Cerevisiae. Ainsi l'ensemble de nos données montre la présence de CDB, dont la localisation reste incertaine, et indiquent qu'elles jouent un rôle dans la ségrégation de chromosomes en Ml.