Projet ANR-13-JSV7-0005 – CMatecHoice : Choix du partenaire pour de bons gènes ou des gènes compatibles: une approche intégrative utilisant le complexe majeur d'histocompatibilité
Programme : JCJC - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (JCJC SVSE 7)
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Aurélie Cohas (Laboratoire Biométrie et Biologie évolutive)
Partenaires : Biométrie et Biologie Évolutive
Montant : 283457.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : Choisir un partenaire sexuel: quelles caractéristiques génétiques privilégier?A l'heure actuelle, la biodiversité disparaît à une vitesse un millier de fois supérieure au taux historique, hypothéquant ainsi notre avenir. Le choix du partenaire est un véritable architecte de la biodiversité.
Évaluer la contribution du choix du partenaire à la biodiversité intraspécifiqueLe rôle du choix du partenaire sur la biodiversité intraspécifique, véritable potentiel d'évolution et d'adaptation des espèces, est méconnu. En effet, seul un choix pour de «bons gènes», pouvant éroder cette biodiversité a longtemps été envisagé. Plus récemment, un choix pour des «gènes compatibles», pouvant augmenter (ou maintenir) cette biodiversité, a été suggéré. Pour évaluer la contribution du choix du partenaire à la biodiversité intraspécifique, établir la part relative de ces critères est essentiel.
A l'interface entre génétique moléculaire, écologie chimique, écologie comportementale et biologie évolutive,  une démarche intégrative.Afin de quantifier l'impact du choix du partenaire sur la diversité génétique, trois objectifs doivent être atteints : 1) mettre en évidence un choix du partenaire basé sur les caractéristiques génétiques ; 2) déterminer l'importance relative du choix pour les «bons gènes»  et «pour les gènes compatibles» ; 3) comprendre les mécanismes.  Ce projet s’appuie sur un ensemble exceptionnel de données recueillies sur plusieurs populations naturelles de marmottes alpines des Alpes et des Pyrénées.
Résumé de la soumission : Bien que la conservation de la biodiveristé soit partie intégrante du développement durable (Rio CBD, 1992). L'année de la biodiversité (2010) a révélée qu'à l'heure actuelle, la biodiversité disparaît à une vitesse un millier de fois supérieure au taux historique, hypothéquant ainsi notre avenir. Depuis, le début de la décennie de la biodiversité, la biodiversité doit plus que jamais être au cœur des attentions politiques. Le choix du partenaire est un véritable architecte de la biodiversité. Les souris domestiques sont ainsi capables de différencier différentes sous-espèces. Cette reconnaissance associée à des accouplements préférentiels entre individus d'une même sous-espèce, réduit l'hybridation et favorise la diversité interspécifique. Si à l'heure actuelle, la diversité interspécifique est l'objet de toutes les attentions, la diversité intraspécifique est négligée bien que véritable potentiel d'évolution et d'adaptation des espèces. Le rôle du choix du partenaire dans la biodiversité intraspécifique est méconnu. En effet, jusqu'à récemment, seul un choix pour de "bons gènes" était envisagé. Loin de promouvoir la biodiversité intraspécifique, ce choix pourrait l'éroder. Plus récemment, un choix pour des "gènes compatibles" a été suggéré, choix ayant a contrario le potentiel d'augmenter la biodiversité intraspécifique. Afin d'évaluer la contribution du choix du partenaire à la biodiversité intraspécifique, établir la part relative de ces critères est essentiel. C'est à cette problématique que nous souhaitons apporter des réponses grâce à ce projet. Nous proposons de considérer différentes caractéristiques génétiques individuelles comme le taux de consanguinité, l'apparentement et l'hétérozygotie mesurée via pedigree et marqueurs microsatellites. De plus, le complexe majeur d'histocompatibilité par son implication dans la réponse immunitaire et son impact sur la valeur sélective des individus apparaît comme la cible idéale d'un choix basé sur les caractéristiques génétiques et, en particulier, sur les "bons gènes" et les "gènes compatibles". Afin de quantifier l'impact d'un tel choix du partenaire sur la diversité génétique, 3 objectifs doivent être atteints: (1) mettre en évidence un choix du partenaire basé sur les caractéristiques génétiques; (2) déterminer l'importance relative du choix pour de "bons gènes" et des "gènes compatibles"; (3) comprendre les mécanismes, en particulier le rôle de la communication chimique. A l'interface entre 4 disciplines, génétique moléculaire, écologie chimique, écologie comportementale et biologie des populations et grâce à l'implication de 3 collaborateurs européens et d'une platforme à l'expertise reconnue, ce projet apporte une démarche novatrice et intégrative qui fait actuellement défaut. Il s'appuiera sur un ensemble exceptionnel de données : (1) un jeu de données à long terme, individu centré, recueilli depuis 1990, sur la population de marmottes de la Grand Sassière (Rhône-Alpes), (2) un jeu de données similaire collecté depuis 2008 sur une population introduite dans les Pyrénées, (3) et (4) 2 jeux de données, chacun sur 8 populations des Alpes et des Pyrénées. Ce projet fournira des clés pour quantifier le rôle du choix du partenaire dans le maintien et la promotion de la diversité génétique, ce qui permettra à terme d'évaluer son impact dans les processus d'évolution et d'adaptation. Ces connaissances permettront d'ajuster mesures de gestion et conservation des populations naturelles. Elles sont particulièrement cruciales pour les espèces endémiques, en voie d'extinction, espèces pour lesquelles la conservation de la diversité génétique est un enjeu majeur. Par ailleurs, grâce au modèle choisi: la marmotte, mammifère sympathique et emblématique, ce projet est une occasion unique de sensibiliser le public à la conservation de la biodiversité. Deux partenaires non institutionnels, Earthwatch (terrain) et la banque Caixa (thésard), ont d'ores et déjà accordé leur soutien financier à ce projet.
Résultats : Étudier le rôle des gènes est un défi qui nécessite le génotypage fiable de nombreux d'individus. Les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) permettent d’acquérir des données à large échelle, mais un traitement rigoureux de ces données est nécessaire. Nous avons développé une méthodologie et un logiciel simple d'utilisation afin de traiter ce type de données, et nous les avons utilisés pour obtenir le génotype de plus de 1000 individus pour 4 loci du complexe majeur d'histocompatibilité de la marmotte alpine. Cette méthodologie peut être appliquée à tout système génétique et tout organisme et permet d'obtenir des génotypes extrêmement fiables. Nos résultats mettent en évidence le potentiel des NGS qui, combiné à un post-traitement adéquat, permettent d'obtenir des génotypes extrêmement fiables à grande échelle, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour comprendre l'évolution des gènes fonctionnels.
Perspectives : ;
Publications et brevets : Ferrandiz-Rovira M., Bigot T., Allaine D., Callait-Cardinal M.P., Cohas A. (2015) Large-scale genotyping of highly polymorphic loci by next-generation sequencing: how to overcome the challenges to reliably genotype individuals? Heredity, 114: 485-93.