En naviguant sur notre site vous acceptez l'installation et l'utilisation des cookies sur votre ordinateur. En savoir +

Menu Logo Principal AGROCAMPUS OUEST Université Rennes I

Encyclop'Aphid : l'encyclopédie des pucerons

Encyclop'APHID

Génomique

Les pucerons à l'ère des 'omics

La communauté internationale des aphidologues s’est organisée pour développer les approches d’analyse haut-débit des génomes en soutien des études des mécanismes d’adaptation des pucerons à leur milieu.
Logo IAGC

    

L'International Aphid Genomics Consortium (IAGC) a été créé en 2003. Sa première réalisation a été de rédiger un livre blanc défendant la nécessité d’avoir accès au génome d’une espèce de puceron afin de décrire sa structure, sa dynamique, son fonctionnement et son évolution.
 Après un effort de plusieurs années, le génome du puceron du pois (Acyrthosiphon pisum) a été séquencé[1], assemblé[2], annoté [3]et publié (Tagu et al. 2010 pour un résumé de cette étape, IAGC, 2010 pour la publication du génome). L’analyse de ce génome a mobilisé plus d’une centaine de collaborateurs dans le monde entier et plusieurs articles décrivant certaines familles de gènes et leurs particularités été publiés en parallèle de l’article général (la liste des articles). Nous pouvons mentionner ici plusieurs points principaux :

Le génome de A. pisum comporte un grand nombre de gènes prédits [4](>34.000), soit le double environ des gènes prédits dans les génomes séquencés d’autres espèces d’insectes.

Beaucoup des gènes prédits dans le génome de A. pisum sont dupliqués ou appartiennent à des familles multigéniques. Cependant, il ne s’agit pas d’une duplication globale du génome, mais bien de duplication voire d’amplification spécifiques des gènes composant ce génome C’est le cas par exemple des gènes codant les protéines de la machinerie des microARN (petits ARN régulateurs) : les gènes codant les protéines Dicer1, Argonaute1 et Pasha sont dupliqués ou  multipliés (4 copies par exemple pour le gène Pasha). Dans tous les cas, une des copies est très homologue aux gènes présents chez les autres insectes et l’autre copie diverge de façon importante, avec parfois des indications que cette divergence est sélectionnée par l’évolution, suggérant que ces séquences pourraient acquérir de nouvelles fonctions qu’il reste à déterminer. L’observation de ces copies aux profils différents, notamment entre les morphes sexués et asexués, renforce cette hypothèse. Malgré le grand nombre de gènes, certaines voies métaboliques ou processus développementaux ont disparu du génome du puceron du pois. C’est le cas par exemple d’une des voies de réponses des cellules à la présence de bactéries pathogènes (la voie IMD/JNK).

Malgré une co-évolution longue de 150 millions d'année avec le symbiote Buchnera aphidicola, et malgré la simplification extrême du génome de cette bactérie, aucun transfert de gènes de Buchnera vers le génome de l’hôte n’a été mis en évidence.

Un transfert de gènes de champignons vers le puceron du pois a été démontré pour la production de caroténoïdes, indiquant que la couleur de ces insectes était due en partie à l’acquisition de ces fonctions.

Depuis la description du génome du puceron du pois, d’autres génomes de pucerons sont en cours d’obtention, notamment ceux de Myzus persicae et de Aphis gossypii.

_____________________________________________

[1]  Il s’agit de déterminer l’ordre des nucléotides composant l’ADN d’un organisme. Cet ADN est regroupé en chromosomes et le génome est composé de l’ensemble des chromosomes.

[2]  Le séquençage de génome oblige de fragmenter au hasard et artificiellement les chromosomes. Le résultat du séquençage est donc une quantité importante de petits fragments. L’assemblage consiste en la reconstruction informatique des chromosomes initiaux par alignement des petits fragments séquencés.

[3]  L’annotation d’un génome consiste à repérer dans le génome séquencé et assemblé les différents éléments qui le caractérisent, notamment les gènes codant les protéines. Chez les eucaryotes, les gènes peuvent représenter qu’une toute petite partie (5%) de la totalité du génome. La majeure partie correspond à des séquences répétées qui ne code pas de protéines.

[4]  Les gènes sont caractérisés par des paramètres qui permettent de les repérer par informatique sur le génome séquencé et assemblé. Par exemple, ils commencent tous par le triplet « ATG » et se terminent par des codons STOP connus. Ils peuvent être composés d’exons (lus en protéines) ou introns (non lus en protéines). Des algorithmes ont été développés, ils parcourent la séquence d’un génome assemblé et proposent la présence des gènes dans ce génomes : c’est la prédiction de gènes. Des expériences biologiques sont nécessaires pour vérifier la justesse de ces prédictions notamment en caractérisant les ARNm transcrits à partir de gènes.

Voir aussi

Tagu et al. The anatomy of an aphid genome : from sequence to biology, Comptes Rendus Biologiques 333 (2010) 464–473 pour un résumé de cette étape http://dx.doi.org/10.1016/j.crvi.2010.03.006 IAGC Genome Sequence of the Pea Aphid Acyrthosiphon pisum, PLoS Biology 8(2): e1000313 pour la publication du génome http://dx.doi.org/10.1371%2Fjournal.pbio.1000313