Professeur Université Paris-Saclay

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Enseignement

Génétique
Evolution
Origine du vivant
Diversité

Thèmes de Recherche

Diversité et évolution des éléments transposables
Dynamique évolutive des éléments transposables
Evolution des systèmes de régulation des éléments transposables (l’élément mariner de drosophile)

Diversité des éléments transposables

Les éléments transposables sont répartis en deux grandes classes, la classe I correspondant aux éléments transposables à intermédiaire ARN, transposant par un mécanisme copier-coller, et les éléments de classe II ou transposons ADN, transposant sans intermédiaire ARN par un mécanisme dit couper-coller.
Plusieurs sous-classes et sous-familles peuvent ensuite être distinguées selon les caractéristiques structurales (présence de LTR, ordre des gènes) et phylogénétiques (motifs protéiques).
La découverte de nouvelles familles d’éléments transposables a rendu nécessaire la mise a jour du système de classification. La classification proposé en 2007 avec des collaborateurs du domaine végétal et de l’annotation des génomes reprend celle couramment admise et utilisée (2 classes). Un nouveau critère est utilisé: le nombre de brin d’ADN coupé au site donneur lors de la transposition. Il définit les sous-classes. Un niveau intermédière (l’ordre) est ajouté, qui reflète les caractéristiques structurales des éléments.

Classification des éléments transposables eucaryotes. (Wicker et al. 2007)iconePdf

Structure des transposases de la superfamille Mutator

Les familles d’éléments transposables autonomes codent la ou les protéines nécessaires à leur transposition. Il s’agit soit d’une intégrase (éléments de classe I) ou une transposase (éléments de classe II). Dans la majorité des familles, ces protéines appartiennent à une superfamille protéique (Ribonuclease H-like), et sont caractérisées par un motif de type DDE, impliqué dans l’activité catalytique. C’est le cas des intégrases des rétroéléments, des Polintons, de nombreuses familles d’IS bactériens, des transposons des superfamilles Tc1-mariner, hAT, transib.
Les intégrases des éléments Mutator de bactéries possèdent un motif catalytique de type DDE. Chez les Mutator eucaryotes la conservation de ce motif est moindre mais son existence est fortement suggérée par les analyses de séquences effectuées sur un grand nombre de transposases. La comparaison de la séquence primaire, mais aussi des structures secondaire ou tertiaire obtenues par prédiction, permettent de préciser les contours de ce motif catalytique, et montrent que la combinaison de plusieurs niveaux d’analyse est nécessaire dans le cas des protéines très divergentes (Hua-Van and Capy, 2008) .

Détection de novo des MITEs (Miniature Inverted-repeat Transposable Elements) dans les génomes séquencés

Les MITEs sont des éléments non-autonomes qui utilisent la transposase de copies autonomes apparentées pour se multiplier. Cette stratégie parasitique est fructueuse et conduit souvent à retrouver les MITEs en très grand nombre de copies dans les génomes. Toutefois, les MITEs récemment formés et non encore amplifiés sont difficile à détecter, du fait de leur petite taille et de l’absence de cadre ouvert de lecture. La détection de novo de ces éléments dans les génomes repose donc principalement sur leur caractéristique structurale, c’est-à-dire la présence de répétitions terminales inversées à leurs extremités (les ITRs), et le fait qu’il sont présents en au moins deux copies. Pour être efficaces, les outils de détections doivent donc comporter des filtres puissants qui éliminent les nombreux faux-positifs générés du fait du faible nombre de critères à disposition.

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Dynamique des éléments transposables mariner

La famille mariner regroupe des éléments de classe II (transposons à ADN) très homogènes du point de vue de leur structure. Ces éléments appartiennent à la superfamille Tc1-mariner, caractérisée par une taille modeste et une structure simple (deux ITRs et une ORF), un site d’insertion spécifique TA, et une transposase à motif catalytique DDE.
Les éléments mariner sont présents chez de nombreux métazoaires, et notamment chez les Drosophiles (le premier élément mariner a été découvert dans le génome de Drosophila mauritiana)

Evolution et distribution des éléments transposables mariner chez les Drosophiles
La disponibilité des génomes de 20 espèces de drosophiles offre l’opportunité de réaliser des études comparatives entre génomes plus ou moins proches.iconePdf

Dynamique de l’élément transposable mariner dans Drosophila melanogaster
L’activité somatique de l’élément mariner (type Mos1) peut etre estimée chez les drosophiles (D. melanogaster, D. mauritiana et D. simulans) par un test phénotypique d’excision de la copie peach. Cette copie est insérée dans le gène white, provoquant le phénotype [peach] (yeux couleur pêche). L’excision de peach restaure l’activité du gène white, ce qui se traduit par l’apparition de points ou taches rouges sur fond pêche. Les mouches ont des yeux mosaïques. Ce test permet d’évaluer l’influence de différents facteurs (environementaux ou génomique) sur le niveau d’activité.

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Photo: mouche aux yeux mosaïques
Ce test offre aussi un moyen phénotypique simple de suivre l’invasion par mariner des génomes et des populations. Des populations expérimentales dans lesquelles est introduite une mouche contenant des éléments mariner en petit nombre de copies sont suivies sur plusieurs générations. Le nombre de copies est estimé par PCR quantitative.

LIENS EXTERNES

Researcher ID: N-3495-2013

ORCID number: /0000-0001-7859-2788

Google Scholar Citation

PUBLICATIONS

Saint-Leandre, B., I. Clavereau, A. Hua-Van & P. Capy. 2017. Transcriptional polymorphism of piRNA regulatory genes underlies the mariner activity in Drosophila simulans testes. Molecular Ecology, 26, 3715-3731. 10.1111/mec.14145.

BOUALLEGUE M, ROUAULT JD, HUA-VAN A, MAKNI M and CAPY P. 2017. Molecular evolution of piggyBac superfamily: from selfishness to domestication. Genome Biol Evol.

ROBILLARD E, LE ROUZIC A, ZHANG Z. CAPY P and HUA-VAN A. 2016. Experimental evolution reveals hyperparasitic interactions among transposable elements. PNAS. doi/10.1073/pnas.1524143113

WALLAU G.L., CAPY P., LORETO E., LE ROUZIC A., HUA-VAN A. 2016. VHICA, a new method to discriminate between vertical and horizontal transposon transfer: application to the mariner family within Drosophila. Molecular Biology and Evolution 33(4) 1094-1109.

FILEE J, ROUAULT JD, HARRY M and HUA-VAN A. 2015. Mariner transposons are sailing in the genome of the blood-sucking bug Rhodnius prolixius. BMC Genomics 16:1061.DOI 10.1186/s12864-015-2060-9

GASMI L, BOULAIN H, GAUTHIER J, HUA-VAN A, MUSSET K, JAKUBOWSKA AK, AURY JM, VOLKOFF AN, HUGUET E, HERRERO S and DREZEN JM. 2015. Recurrent Domestication by Lepidoptera of Genes from Their Parasites Mediated by Bracoviruses. PLoS Genet 11:e1005470.

HOEN DR, HICKEY G, BOURQUE G, CASACUBERTA J, CORDAUX R, FESCHOTTE C, FISTON-LAVIER AS, HUA-VAN A, HUBLEY R, KAPUSTA A, et al. 2015. A call for benchmarking transposable element annotation methods. Mob DNA 6:13.

WALLAU GL, CAPY P, LORETO E, HUA-VAN A. 2014. Genomic landscape and evolutionary dynamics of mariner transposable elements within the Drosophila genus. BMC Genomics 15:727.

iconePdf DA LAGE J.-L., BINDER M., HUA VAN A., JANECEK S., CASANE D. (2013)Gene make-up: rapid and massive intron gains after horizontal transfer of a bacterial alpha-amylase gene to Basidiomycetes. BMC Evol. Biol. 13: 40

KAMOUN C, PAYEN T., HUA-VAN A., FILEE J. 2013 Improving prokaryotic transposable elements identification using a combination of de novo and profile HMM methods. BMC Genomics 11;14:700

LE ROUZIC A. , PAYEN T. , HUA-VAN A. 2013 Reconstructing the evolutionary history of transposable elements. Genome, Biology and Evolution 5(1): 77-86

FORT PHILIPPE, ALBERTINI A., HUA-VAN A., BERTHOMIEU A., ROCHE S., DELSUC F., PASTEUR N., CAPY P., GAUDIN Y., WEILL M. 2012 Fossil thabdoviral sequences integrated into arthropod genomes: ontogeny, evolution, and potential functionality. Molecular Biology and Evolution 29(1): 381-390

DUFRESNE M., LESPINET O., DABOUSSI M.J., HUA-VAN A. 2011 Genome-Wide Comparative Analysis of pogo-Like Transposable Elements in Different Fusarium Species. J Mol Evol 73(3): 230-243 url

HUA-VAN A., LE ROUZIC A., BOUTIN T.S., FILEE J., CAPY P. 2011 The struggle for life of the genome’s selfish architects. Biology Direct 6: 19 pdf url

WALLAU G.L. , HUA-VAN A. , CAPY P., LORETO E.L. 2011 The evolutionary history of mariner-like elements in Neotropical drosophilids Genetica 139(3): 327

MA L.J., VAN DER DOES H.C., BORKOVITCH K.A., COLEMAN J.J. and DABOUSSI M.-J., ET AL. 2010 Comparative genomic reveals mobile pathogenicity chromosomes in Fusarium Nature 464(7287): 367

HUA-VAN A. and CAPY P. 2008 Analysis of the DDE motif in the Mutator superfamily J Mol Evol 67(6): 670

PICOT S., WALLAU GL., LORETO ELS., HEREDIA FO., HUA-VAN A. and CAPY P. 2008 The mariner transposable element in natural populations of Drosophila simulans. Heredity 101: 53

MAISONHAUTE C., HUA-VAN A., OGEREAU D and CAPY P. 2007 Amplification of the 1731 LTR retrotransposon in Drosophila melanogaster cells : origin of neocopies and impact on the genome. Gene 393: 116

DUFRESNE M., HUA-VAN A., ABD EL WAHAB H., M’BAREK S.B., VASNIER C., TEYSSET L., KEMA G.H. and DABOUSSI M.J. 2007 Transposition of a fungal miniature inverted-repeat transposable element through the action of a Tc1-like transposase. Genetics 175: 441

iconePdfWICKER T., SABOT F., HUA-VAN A., BENNETZEN J.L., CAPY P., CHALHOUB B., FLAVELL A., LEROY P., MORGANTE M., PANAUD O., PAUX E., SANMIGUEL P. and SCHULMAN A.H. 2007 A unified classification system for eukaryotic transposable elements. Nat Rev Genet 8: 973

HUA-VAN A., LE ROUZIC A., MAISONHAUTE C. and CAPY P. 2005 Abundance, distribution and dynamics of retrotransposable elements and transposons: similarities and differences. Cytogenetics and Genome Research 110: 426 pdf url

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