On the role of chromosomal rearrangements in evolution: Reconstruction of genome reshuffling in rodents and analysis of Robertsonian fusions in a house mouse chromosomal polymorphism zone

Per tal de poder entendre la dinamica evolutiva dels genomes de mamifers es necessari estudiar l'estructura dels cromosomes i quins han estat els canvis que s'han donat tant a gran escala (en forma de reorganitzacions cromosomiques) com a petita escala (en forma de mutacions d'un sol nucleotid). Les reorganitzacions cromosomiques han jugat un paper crucial en el proces evolutiu ja que els canvis a que han donat lloc (inversions, translocacions, fusions o fissions) han provocat canvis genomics amb consequencies per a la diferenciacio de les especies. Dins dels mamifers, a mes, els rosegadors son el grup que presenta mes diversitat d'especies amb un ampli espectre de cariotips. En aquesta tesi, hem estudiat les reorganitzacions cromosomiques al llarg de l'evolucio dels rosegadors aixi com els factors que han condicionat la distribucio genomica de les reorganitzacions. Gracies a la creixent disponibilitat de genomes sequenciats, hem pogut comparar els genomes de sis especies de rosegadors (incloent com a referencia el del ratoli) i de sis outgrups corresponents a diferents taxons de mamifers (Primats, Carnivora, Artiodactyla i Perissodactyla). Hem identificat les regions d'homologia (o Homologous Synteny Blocks; HSBs) i les regions de disrupcio de l'homologia (o Evolutionary Breakpoint Regions; EBRs) que s'han donat al llarg de l'evolucio dels rosegadors. La localitzacio de les EBRs ens ha permes, estudiar les caracteristiques genomiques de les regions d'inestabilitat que han donat lloc a les reorganitzacions cromosomiques en el genoma de ratoli i que s'han donat al llarg de l'evolucio dels rosegadors. Els nostres resultats mostren que les EBRs presenten una distribucio no-homogenea i es caracteritzen per presentar un alt contingut genic, taxes de recombinacio meiotica mes baixes i una proporcio mes baixa de lamina associated domains (cLADs), comparant amb la resta del genoma de ratoli. D'altra banda, esta descrita la tendencia de poblacions naturals de ratoli domestic occidental (Mus musculus domesticus) a presentar una gran diversitat de nombres diploides a causa de l'aparicio de fusions Robertsonianes (Rb). De totes les poblacions estudiades fins al moment, n'hi ha una, localitzada a les provincies de Barcelona, Lleida i Girona, que presenta una estructura diferent a la resta ja que no existeix en ella una raca metacentrica i les fusions Rb detectades es troben en un estat de polimorfisme: aquesta zona es coneix amb el nom de sistema Robertsonia de Barcelona. En segon lloc, donades les caracteristiques uniques d'aquest sistema Robertsonia hem analitzat: (i) el paper que podien jugar els telomers en l'aparicio de les fusions Rb i (ii) l'efecte d'aquestes fusions i del gen Prdm9 sobre la recombinacio meiotica. En el nostre treball hem detectat que l'escurcament telomeric dels bracos p dels cromosomes acrocentrics podria ser un dels factors que explicarien l'aparicio de les fusions Rb ja que afavoririen la seva interaccio i la posterior fusio. Em vist que la presencia de les fusions Rb provoca una baixada en la taxa de recombinacio que es deu a una redistribucio dels crossovers (o punts de recombinacio homologa) cap al telomers en els cromosomes fusionats. Aquest fenomen es deu a un efecte d'interferencia del centromer que suprimeix la recombinacio a la zona pericentromerica. Tambe hem analitzat la distribucio allelica del gen Prdm9 en el sistema Robertsonia de Barcelona, aixi com un possible efecte de la sequencia d'aquest gen sobre la taxa de recombinacio. Donats els nostres resultats, proposem que l'efecte de supressio de la recombinacio en els individus amb fusions Rb es a causa d'un factor mecanic (com es l'efecte d'interferencia centromerica) i d'un factor genetic (com es la sequencia al·lelica de Prdm9). Aquests resultats aporten una informacio esencial per entendre la dinamica dels processos d'especiacio cromosomica en poblacions naturals.