Régulation transcriptionnelle du rétrotransposon copia de Drosophila melanogaster - seconde partie

in #steemstem6 years ago (edited)

Dans cette deuxième partie, je vais continuer le chapitre 1 de l'Introduction avec le sous-chapitre dédié à la dynamique du génome.

Pour ceux qui veulent lire depuis le début, la première partie est ici: Régulation transcriptionnelle du rétrotransposon copia de Drosophila melanogaster - première partie

Pour ceux qui veulent un peu de contexte à cette thèse, je le fournis dans cet article: Ma thèse de doctorat en biologie moléculaire - les débuts

I.2 Dynamique du génome

Pour maintenir la fonctionnalité des gènes à travers les générations, leur séquence doit être conservée et répliquée avec précision. Cependant, l'adaptabilité des espèces à long terme dépend de la capacité de leur génomes d'évoluer.

La compréhension des phénomènes contribuant à l'évolution des génomes eucaryotes est susceptible de bénéficier des informations exhaustives de séquence apportées par les différents projets de séquençage, dont le premier a abouti avec la publication de la séquence complète du génome de la levure Saccharomyces cerevisiae (revue par Goffeau et al., 1996).

Après la publication, en 1998, du génome de C. elegans, une séquence "essentiellement complète" du génome de la drosophile a été mise à disposition de la communauté scientifique en mars 2000 (Adams et al., 2000). Il s'agit en fait de la séquence d'environ 120 mégabases (Mb) d'ADN contenues dans l'euchromatine, représentant environ 2/3 de l'ADN génomique total.

L'analyse comparative des trois génomes eucaryotes mentionnés (Rubin et al., 2000) montre que le ver et la mouche ont des protéomes de taille similaire (environ 8000 à 10000 familles de gènes), seulement deux fois plus grands que celui de la levure. Ceci nous apprend que la complexité des eucaryotes supérieurs n'est pas la résultante d'une augmentation du nombre de gènes, mais plutôt celle d'une meilleure organisation et utilisation des ressources disponibles.

Concrètement, cela veut dire des nouvelles combinaisons de domaines protéiques et des nouvelles interactions, obtenues en employant la ségrégation et la co-localisation dans l'espace et dans le temps des protéines existantes. Ces stratégies, utilisées ici dans l'évolution du génome, seront retrouvées au niveau des processus de régulation de la transcription (page 85).

Plusieurs mécanismes interviennent pour conférer aux génomes la plasticité nécessaire.

A grande échelle, la recombinaison génétique provoque des réarrangements majeurs qui peuvent dupliquer, supprimer ou déplacer des régions de taille importante. Comme nous l'avons mentionné, des parties de gènes (des exons ou des régions régulatrices) peuvent être combinées sous forme de modules séparés pour créer des nouvelles molécules actives.

A petite échelle, les copies des gènes dupliqués peuvent être optimisées par des mutations ponctuelles pour remplir des fonctions légèrement différentes. L'existence de plusieurs gènes équivalents ou identiques (la redondance) fournit de fait la matière première nécessaire pour l'apparition de nouvelles fonctions (cité dans Goffeau et al., 1996).

Les régions contenant une duplication en tandem peuvent être amplifiées par des recombinaisons inégales. Le même mécanisme peut réciproquement faire diminuer le nombre de copies d'une séquence.

Il en résulte que le maintien d'un grand nombre de copies d'une séquence nécessite l'existence d'une pression sélective. Ainsi les vertébrés possèdent des centaines d'exemplaires en tandem des gènes codant pour des ARN ribosomaux, les espèces d'ARN les plus abondantes dans les cellules.

L'apparition et le maintien au cours de l'évolution des répétitions des gènes des histones que nous avons mentionnés précédemment a probablement eu pour but de satisfaire au pic de demande survenant pendant la phase réplicative du cycle cellulaire, lorsque la quantité d'ADN (à empaqueter) double dans un bref intervalle de temps.

Comme la pression de sélection sur chacune des copies diminue avec l'augmentation du nombre de copies, la fonctionnalité de leur séquence pourrait se perdre suite à l'accumulation progressive de mutations. La conservation de cette fonctionnalité se fait probablement par le mécanisme de conversion génique.

L'analyse de différentes souches de levure a montré que les événements de transposition et de recombinaison entre séquences dérivées de transposons étaient à l'origine de la majorité de polymorphismes observés entre chromosomes homologues. Le génome de la levure porte les marques de la forte pression de sélection environnementale à laquelle cet organisme est soumis : ainsi, vraisemblablement pour minimiser la quantité d'ADN à synthétiser à chaque cycle de division cellulaire, la levure a éliminé de ses gènes la plupart des introns.

Le mécanisme le plus probable d'élimination des introns implique l'intégration dans le génome d'une copie d'ADNc résultant d'un processus de transcription inverse d'un ARNm. La principale source d'activité de transcription inverse dans les cellules de levure sont les éléments Ty.

L'étude des séquences des 32 éléments Ty1 présents dans le génome semble indiquer l'existence d'une sélection pour le maintien des éléments fonctionnels, ce qui suggère que ces rétrotransposons jouent un rôle positif pour leur hôte (Curcio et Garfinkel, 1999).

En même temps, ils constituent des puissants agents mutagènes dont la mobilisation est susceptible d'avoir des conséquences négatives pour la cellule. C'est la principale raison pour laquelle leur intégration paraît contrôlée et se fait, comme nous l'avons mentionné plus haut, majoritairement au niveau de "hot-spots" (Labrador et Corces, 1997; Voytas, 1996; page 12).

Il s'agit ainsi de comprendre, pour Ty1 comme pour tous les éléments transposables, quels sont les rapports qui ont été développés au cours de l'évolution avec les organismes hôtes.

I.2.1 Interactions entre les transposons et leurs hôtes

Nos connaissances sont très réduites quant à l'apparition des éléments transposables, mais il est concevable que leur histoire remonte jusqu'au début de la transition d'un génome hypothétique basé sur l'ARN vers le génome actuel, basé sur l'ADN. De ce point de vue, tout l'ADN génomique peut avoir évolué avec l'assistance des éléments transposables, en commençant par les rétroposons (Jurka, 1998).

Aujourd'hui, les variations de taille entre les génomes des différentes espèces ne sont dues qu'en faible partie aux différences dans le nombre de séquences codantes (le "paradoxe de la valeur C", cité dans (Charlesworth, 1996).

Par exemple, le génome du maïs a une taille plus de 35 fois supérieure à celui du riz, avec lequel il est pourtant pratiquement co-linéaire (Voytas, 1996), les rétroéléments étant les principaux responsables de cette différence.

Les éléments transposables représentent aussi 12% du génome de drosophile et environ 35% du génome humain (Labrador et Corces, 1997) et, en dehors de leur potentiel mutagène, constituent un fardeau pour la réplication du génome de leur hôtes.

Leur capacité à se répliquer aussi de manière autonome leur confère un avantage réplicatif par rapport aux séquences cellulaires. Aussi la question se pose de savoir si leur maintien durant l'évolution est dû principalement cet avantage (l'hypothèse de "l'ADN égoïste") ou à leur contribution à la plasticité et à l'adaptabilité des génomes hôtes (Charlesworth et al., 1994; Dimitri et Junakovic, 1999). En d'autres termes, les éléments transposables sont-ils des parasites ou de symbionts du génome ?

L'hypothèse de "l'ADN égoïste"

L'hypothèse de "l'ADN égoïste" part du constat que, loin d'apporter des bénéfices, l'activité des séquences mobiles peut parfois conduire à une perte de "fitness" pour leurs hôtes (Charlesworth et al., 1994).

Premièrement, les insertions des éléments transposables peuvent endommager des gènes directement (si elles se produisent dans les régions régulatrices ou transcrites, codantes ou non) ou indirectement, suite aux effets des régions régulatrices des transposons sur celles des gènes de l'hôte (Finnegan, 1992).

La mutation "white-apricot", due à la mobilisation d'un élément copia, est apparue spontanément en 1923 dans une souche de Drosophile de laboratoire et a été la première à être associé avec l'insertion d'un rétrotransposon dans un gène cellulaire (cité dans Mount et Rubin, 1985).

La mutation yellow2, dont nous allons parler plus en détail dans le chapitre II.3.1, est due à l'insertion d'un élément gypsy dans les régions régulatrices du gène yellow (Geyer et al., 1990).

Deuxièmement, des copies d'éléments insérés à différents endroits sur les chromosomes peuvent recombiner, induisant des délétions et des duplications des séquences situées entre les copies (échange ectopique, Lim et Simmons, 1994).

Troisièmement, l'expression des transposons pourrait avoir dans certains cas des effets nocifs (cité dans Nuzhdin et al., 1998). Le nombre d'éléments transposables à l'intérieur d'un génome doit par conséquent être limité par une sélection négative contre leurs effets.

Le potentiel délétère de la transposition chez l'homme a été un important sujet d'investigation. Les éléments mobiles ont été reconnus pour la première fois comme les agents causals d'une pathologie lorsque en 1988 deux cas d'hémophilie A ont pu être attribués à des insertions d'éléments LINE L1 interrompant le gène d'un facteur de coagulation (Kazazian et al., 1988).

D'autres insertions d'éléments LINE ou SINE associées avec des maladies ont été mises en évidence depuis, dont au moins une, dans le gène suppresseur de tumeur APC, avait eu lieu dans le tissu somatique et pouvait être incluse dans l'étiologie d'un cancer du colon (Miki et al., 1992; pour une revue Miki, 1998).

Chez la Drosophile, les éléments copia, mdg1 et 412 présentent un moindre nombre de sites d'insertion sur le chromosome X que sur des régions autosomales de taille équivalente, ce qui indique qu'une sélection négative opère au niveau des insertions.

En même temps, le nombre d'éléments présents le long des chromosomes ne semble pas corréler négativement avec le taux de recombinaison, ce à quoi on s'attendrait si la sélection négative opérait a posteriori, en éliminant les éléments transposables aux sites très actifs pour la recombinaison.

Ceci suggère que, pour ces transposons, les nouvelles insertions sont la première cible de la sélection négative (Biémont et al., 1997).

Dans le cas des éléments de type procaryote, la transposase fournissant souvent l'activité suffisante à leur mobilisation, l'organisme hôte ne peut contribuer que marginalement à leur régulation. C'est une des raisons pour lesquelles ces séquences semblent correspondre assez bien à de "l'ADN égoïste".

En revanche, les rétrotransposons passent nécessairement par une étape de transcription lors de la mobilisation, et leur fréquence de transposition peut être contrôlée par l'hôte à des multiples niveaux. Pour cette raison, certains auteurs considèrent que la relation que ces éléments ont développé avec les génomes qui les abritent est plus proche de la "symbiose" que d'une relation de type "hôte-parasite" (Labrador et Corces, 1997).

Dans le paragraphe suivant, nous allons passer en revue quelques exemples montrant que dans certains cas les transposons peuvent avoir un rôle bénéfique pour les organismes qui les abritent.

Vers un affinement du modèle

Plusieurs autres observations expérimentales, parmi lesquelles l'accumulation d'éléments transposables dans l'hétérochromatine, sont compatibles avec des modèles théoriques construits sur la base de l'hypothèse de l'ADN égoïste (Charlesworth et al., 1994).

Selon ces modèles, la présence massive des transposons dans l'hétérochromatine est le résultat d'une sélection négative des insertions dans l'euchromatine, où la probabilité d'affecter un gène cellulaire ou de participer à un événement de recombinaison ectopique serait plus grande.

Ces explications sont contestées par certains auteurs qui s'attachent a mettre en évidence le rôle essentiel des séquences répétées en général, des transposons en particulier, dans l'évolution du génome (Dimitri et Junakovic, 1999).

D'autres résultats montrent en effet que les régions hétérochromatiques ne constituent pas uniquement une "décharge" où s'accumulent des séquences inutiles ou nuisibles. Nous mentionnerons en guise d'exemple les résultats de Waugh O'Neill et collaborateurs (Waugh O'Neill et al., 1998) qui ont croisé deux espèces marsupiales. L'hybride présentait un faible niveau de méthylation génomique, ce qui avait favorisé la mobilisation massive d'un rétrotransposon, qui s'était inséré dans les régions péri-centromériques de son hôte (revu dans (Kidwell et Lisch, 1998).

L'hétérochromatine apparaissait dans ce cas comme une cible préférentielle plutôt qu'un "havre de paix" où les transposons seraient à l'abri de la sélection. La capacité des éléments transposables à réparer les cassures double brin (CDB), mise en évidence chez la levure (Moore et Haber, 1996; Teng et al., 1996), a été proposée pour expliquer leur préférence pour l'hétérochromatine, car celle-ci est susceptible de subir plus souvent des CDB (Labrador et Corces, 1997).

La présence des rétrotransposons dans l'hétérochromatine télomérique chez la Drosophile a conduit à la découverte d'un cas devenu classique dans lequel la transposition est bénéfique à l'organisme hôte.

Les extrémités des chromosomes de Drosophile sont dépourvues des courtes répétitions en tandem qui caractérisent les télomères de la plupart des eucaryotes. En revanche, plusieurs copies de longueur hétérogène d'un rétroposon appelé HeT-A sont présentes sous forme de répétitions en tandem, parfois interrompues par des copies d'un autres rétroposon, TART (revu dans Mason et Biessmann, 1995).

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Figure 6 : Deux éléments HeT-A en tandem. Les grandes pointes de flèches pleines indiquent les régions promotrices. La transcription de l'élément 3' commence dans l'élément situé en amont (adapté de Danilevskaya et al., 1997).

Ces éléments ciblent les terminaisons des chromosomes lors de leur insertion et l'étude de leur fréquence et mécanisme de transposition a conduit à la conclusion qu'ils pouvaient être responsables de la maintenance de la longueur des télomères chez la Drosophile.

Sur la base des relations phylogénétiques entre les domaines catalytiques des télomérases et des transcriptases inverses, il a été proposé que les rétrotransposons ont évolué à partir des mécanismes cellulaires de maintenance des chromosomes (Pardue et al., 1997).

L'hypothèse alternative de l'évolution de la télomérase à partir de la transcriptase inverse d'un rétrotransposon à été également avancée (Kazazian et Moran, 1998). De plus, dans le cas de HeT-A, la transcription d'un élément se fait à partir d'un promoteur présent dans la partie 3' de l'élément situé en amont, ce qui n'est pas sans rappeler la disposition des séquences de contrôle dans les rétrotransposons à LTRs (Danilevskaya et al., 1997).

Ainsi, les éléments HeT-A pourraient avoir constitué une étape dans l'évolution des rétrotransposons à LTR à partir des rétroposons (figure 6, page 23).

L'étude de l'impact des éléments mobiles sur le génome humain a, au cours du temps, mis en évidence d'autres mécanismes par lesquels les rétroposons, majoritaires chez l'homme, pourraient contribuer à l'évolution du génome de leur hôte.

Nous avons ainsi mentionné dans le chapitre I.1 (page 10 et figure 3) la structure modulaire de la plupart des gènes codant pour des protéines, composés d'exons qui semblent parfois avoir été dupliqués et déplacés dans le génome pour être re-utilisés. Ces réarrangements peuvent s'expliquer par des mécanismes faisant intervenir la recombinaison entre introns. Récemment, Kazazian et collaborateurs ont montré que les LINEs L1 humains pouvaient également servir de véhicules dans ce phénomène appelé "exon shuffling" (Moran et al., 1999; Boeke et Pickeral, 1999).

Nous avons également souligné l'importance de la redondance dans le processus évolutif : la présence de plusieurs copies d'un gène permet aux cellules de conserver une fonctionnalité existante et "d'expérimenter" en parallèle sur les copies. Les génomes des mammifères contiennent par exemple des nombreuses pseudogènes processés (ou rétropseudogènes).

Il s'agit de séquences qui ressemblent au transcrit inverse d'un ARNm qui aurait été réintégré dans le génome. Les éléments L1 constituent la principale source d'activité transcriptase inverse (RT) dans les cellules humaines (Dhellin et al., 1996), et il sont probablement responsables de l'apparition d'une majorité de pseudogènes. Il a récemment été montré qu'ils étaient effectivement capables d'en générer (Esnault, communication personnelle).

Enfin un autre rôle des transposons dans l'évolution du génome peut être proposé. L'analyse des éléments Alu clonés montre une conservation de certains blocs dans leur séquence, compatible avec l'existence d'une pression de sélection positive (Britten, 1996).

En effet, plusieurs exemples sont connus dans lesquels des sites de liaison pour des facteurs de transcription présents dans les Alu ont été intégrés dans les régions régulatrices des certains gènes cellulaires et participent au contrôle de leur expression (Britten, 1996).

L'analyse des éléments déterminant le profil d'expression des gènes de la famille de l'amylase chez l'homme à montré que des séquences situées dans un pseudogène processé contenaient l'activité promotrice (Samuelson et al., 1996).

D'autres régions, faisant partie d'un rétrovirus endogène humain (un rétrotransposon à LTRs), inséré en amont de ces gènes, étaient suffisantes pour conférer une spécificité tissulaire à l'expression d'un gène rapporteur dans des souris transgéniques (Ting et al., 1992).

L'hypothèse d'un rôle pour les éléments génétiques mobiles dans l'évolution des régions régulatrices des gènes est soutenue par d'autres exemples chez la souris, l'oursin et l'homme (revu par Britten, 1996).

La mobilité des éléments transposables est ainsi déterminée par leurs séquences et par les allèles des gènes cellulaires impliqués dans les différentes étapes de la transposition; la sélection naturelle semble favoriser les allèles qui répriment l'activité des transposons. Il apparaît ainsi que les éléments transposables représentent une importante source de variabilité génétique, qui a cependant un prix : l'organisme hôte doit contrôler leur activité, pour limiter les dégâts que leur mobilisation peut causer.

A l'échelle de temps de l'espèce, les événements de transfert horizontal, entre espèces, d'éléments transposables, sont relativement fréquents. Bien que lors de l'invasion les relations entre un transposon et son nouvel hôte puissent ressembler à des relations de type parasite-hôte, les données présentés plus haut semblent indiquer que cette relation évolue progressivement vers un équilibre symbiotique.

-la drosophile : un système modèle

La drosophile représente un excellent système pour étudier les interactions entre les transposons et leur hôtes. Les espèces du genre Drosophila sont depuis longtemps utilisées comme modèles pour des études génétiques et la systématique du genre, bien qu'encore controversée, a été largement analysée au niveau morphologique, cytologique et moléculaire (pour une revue, Russo et al., 1995).

Ces espèces sont reparties en trois sous-genres, Drosophila, Sophophora et Engiscaptomyza, dont la divergence a eu lieu il y a environ 40 millions d'années (figure 7, page 26). Nous nous intéresserons principalement à deux espèces, Drosophila hydei, membre du sous-genre Drosophila, groupe D. repleta, sous-groupe D. hydei, et Drosophila melanogaster, membre du sous-genre Sophophora, groupe, sous-groupe et complexe d'espèces D. melanogaster.

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Figure 7 : Arbre phylogénique partiel du genre Drosophila, incluant quelques unes des espèces auxquelles nous feront référence, ainsi que leurs temps de divergence approximatifs (en millions d'années, d'après Russo et al., 1995).

Ces espèces, tout comme certaines plantes, possèdent des représentants dans chacune des classes et sous-classes de transposons succinctement présentées plus haut, les transposons de type rétroviral étant majoritaires. Plus de 15 familles de séquences de ce type ont pu être identifiées jusqu'à présent, chacune d'entre elles étant représentée par 10 à 100 copies dispersées dans les génomes de leur hôtes respectives.

Le rôle mutagène des éléments mobiles est important car on estime qu'ils sont responsables de plus de 50% des mutations spontanées chez la Drosophile (Echalier, 1989; Nuzhdin et Mackay, 1994). Leur origine et leur évolution restent cependant assez peu connues.

En effet, la distribution des éléments transposables parmi les drosophilidae ne suit pas la phylogénie des espèces hôtes (revue par Capy et al., 1994).

Parmi les hypothèses avancées pour expliquer ceci, on évoque souvent le transfert horizontal, entre espèces. Cette hypothèse a déjà été prouvé dans le cas des éléments P et mariner, deux transposons de type procaryote. Cependant, la fréquence de ce phénomène reste inconnue et aucun mécanisme n'a encore été démontré, à l'exception des rétrovirus comme gypsy (Kim et al., 1994).

Parmi les mécanismes proposés pour expliquer les éventuels transferts horizontaux on compte les bactéries, baculovirus, mycoparasites, mites (Flavell, 1999) et tout autre parasite pléiotrope pouvant servir de vecteur. Pour des espèces très proches, deux autres mécanismes peuvent intervenir, l'introgression (un événement rare de reproduction entre espèces) et la polyspermie (Capy et al., 1994).

D'autres hypothèses peuvent également être avancées pour expliquer les différences constatées entre les relations phylogénétiques des familles de transposons et celles de leurs hôtes - pour expliquer une distribution discontinue, on peut envisager que des familles d'éléments ont été perdues – ce qui est possible lorsque le nombre de copies est faible ou lorsque la taille de la population hôte est soumise a des nombreux goulots d'étranglement, ce qui peut être le cas des espèces spécialisées qui dépendent de ressources limitées.

Il faut également mentionner la possibilité de l'existence d'un "polymorphisme ancestral" (voir plus bas le cas de copia).

Il est important de mentionner que l'évolution des transposons dépend grandement de leurs relations avec l'hôte qui les soumet à des pressions de sélection. Ceci conduit à des vitesses d'évolution différentes des séquences mobiles et du génome les abritant. Le niveau d'activité des éléments joue également un rôle important – on s'attend à ce que les éléments inactifs évoluent rapidement, à une vitesse proche de celle du génome hôte, tandis que les éléments actifs devraient évoluer plus lentement.

-l'élément copia-interactions avec l'hôte

L'élément copia a envahi la plupart des espèces du genre Drosophila (Stacey et al., 1986), mais sa distribution ne suit pas la phylogénie du genre. La comparaison des séquences d'éléments isolés à partir de plusieurs espèces du groupe D. melanogaster avec une séquence homologue chez D. buzzatti (groupe D. repleta) produit un temps de divergence de ces éléments supérieur à celui des trois sous-genres de drosophilidae.

Ceci suggère que plusieurs familles sont apparues avant l'invasion du groupe D. melanogaster et que ces éléments se sont répandus verticalement mais aussi horizontalement (Jordan et McDonald, 1998). Un cas de transmission horizontale du transposon copia entre D. melanogaster et D. willistoni a récemment été mis en évidence (Jordan et al., 1999).

Les éléments étudiés dans le laboratoire proviennent généralement de l'espèce où copia a été isolé initialement, D. melanogaster.

Parmi les espèces qui ne contiennent pas d'éléments copia et peuvent donc être utilisées comme "génomes contrôles", D. hydei est souvent présente dans les stocks des laboratoires car elle intéresse entre autres les chercheurs dans le domaine de la biologie de la reproduction.

En effet, les mâles de cette espèce se sont remarqués par leur capacité à produire des spermatozoïdes d'une longueur inhabituelle, les deuxièmes plus longs de tout le règne animal (environ 23 mm, c'est à dire presque 10 fois la taille d'un mâle adulte; (Pitnick et al., 1995).

Copia transpose avec une faible spécificité pour la séquence cible (Nuzhdin et Mackay, 1994) et son insertion provoque une duplication de 5 bp au niveau du point d'insertion (Dunsmuir et al., 1980).

Le taux de transposition par élément et par génération dans les populations naturelles de D. melanogaster a été estimé par Nuzhdin et Mackay à environ 10-5-10-4 (Nuzhdin et Mackay, 1995).

Des résultats proches sont obtenus par Harada et collaborateurs sur une population de D. melanogaster du Japon (Suh et al., 1995), qui observent en même temps que la transposition est moins fréquente dans les populations de laboratoire. Ce taux semble cependant varier dans d'autres lignées. Ainsi aucune transposition de copia n'a pu être détectée lors de l'observation de la lignée Oregon R (Ore; Pasyukova et al., 1997).

Il existe par ailleurs des lignées de laboratoire à fort degré de consanguinité dans lesquelles le transposon montre une grande instabilité, sa fréquence de mobilisation pouvant atteindre 8x10-3 par élément et par génération (lignée 2b3, Pasyukova et al., 1997). Ce phénomène, qui a été reproduit dans d'autres lignées, pourrait être important pour augmenter la diversité génétique au sein des populations hautement homozygotes (Biémont et al., 1987). L'observation de la lignée 2b3 sur un intervalle de 160 générations n'a permis la mise en évidence d'aucun événement d'excision (Nuzhdin et Mackay, 1994).

La transposition de copia est influencée par des nombreux facteurs, comme par exemple l'âge de l'hôte et son état physiologique (Filatov et al., 1998). L'étude de l'influence de différents stress a produit des résultats variables (Strand et McDonald, 1985; Arnault et Biémont, 1989).

Lors de l'établissement de lignées cellulaires on observe une amplification de 3 à 8 fois du nombre de copies génomiques du rétrotransposon, parallèlement à une importante augmentation de son niveau d'expression (Echalier, 1989). Cependant, il n'est pas possible d'établir une association directe entre les agressions subies par le génome hôte et la mobilisation des éléments transposables en général et de copia en particulier (Arnault et Dufournel, 1994).

Les différences observées entre les lignées Ore et 2b3 ont permis à Flavell et collaborateurs d'analyser les interactions entre copia et certains loci génomiques (Nuzhdin et al., 1998).

Ils montrent ainsi qu'aucun des chromosomes de la lignée 2b3 n'est suffisant pour induire la transposition de copia dans la lignée Ore. Le taux de transposition dans ces lignées semble dépendre du nombre de copies de l'élément et d'au moins trois loci, un situé sur le deuxième chromosome et deux sur le troisième.

Au moins deux d'entre eux n'ont cependant pas d'influence observable sur l'expression de l'élément. Les auteurs concluent que la mobilisation de copia se trouve sous le contrôle de plusieurs facteurs de l'hôte agissant à différentes étapes du processus de transposition (Nuzhdin et al., 1998).

Nous reviendrons sur les relations entre transcription et transposition de copia dans le troisième chapitre de l'introduction.

La thèse continue avec la troisième partie ici

Références bibliographiques

Adams, M.D., Celniker, S.E., Holt, R.A., Evans, C.A., Gocayne, J.D., Amanatides, P.G., Scherer, S.E., Li, P.W., Hoskins, R.A., Galle, R.F., George, R.A., Lewis, S.E., Richards, S., Ashburner, M., Henderson, S.N., Sutton, G.G., Wortman, J.R., Yandell, M.D., Zhang, Q., Chen, L.X., Brandon, R.C., Rogers, Y.H., Blazej, R.G., Champe, M., Pfeiffer, B.D., Wan, K.H., Doyle, C., Baxter, E.G., Helt, G., Nelson, C.R., Gabor, M.G., Abril, J.F., Agbayani, A., An, H.J., Andrews-Pfannkoch, C., Baldwin, D., Ballew, R.M., Basu, A., Baxendale, J., Bayraktaroglu, L., Beasley, E.M., Beeson, K.Y., Benos, P.V., Berman, B.P., Bhandari, D., Bolshakov, S., Borkova, D., Botchan, M.R., Bouck, J., Brokstein, P., Brottier, P., Burtis, K.C., Busam, D.A., Butler, H., Cadieu, E., Center, A., Chandra, I., Cherry, J.M., Cawley, S., Dahlke, C., Davenport, L.B., Davies, P., de Pablos, B., Delcher, A., Deng, Z., Mays, A.D., Dew, I., Dietz, S.M., Dodson, K., Doup, L.E., Downes, M., Dugan-Rocha, S., Dunkov, B.C., Dunn, P., Durbin, K.J., Evangelista, C.C., Ferraz, C., Ferriera, S., Fleischmann, W., Fosler, C., Gabrielian, A.E., Garg, N.S., Gelbart, W.M., Glasser, K., Glodek, A., Gong, F., Gorrell, J.H., Gu, Z., Guan, P., Harris, M., Harris, N.L., Harvey, D., Heiman, T.J., Hernandez, J.R., Houck, J., Hostin, D., Houston, K.A., Howland, T.J., Wei, M.H., Ibegwam, C., Jalali, M., Kalush, F., Karpen, G.H., Ke, Z., Kennison, J.A., Ketchum, K.A., Kimmel, B.E., Kodira, C.D., Kraft, C., Kravitz, S., Kulp, D., Lai, Z., Lasko, P., Lei, Y., Levitsky, A.A., Li, J., Li, Z., Liang, Y., Lin, X., Liu, X., Mattei, B., McIntosh, T.C., McLeod, M.P., McPherson, D., Merkulov, G., Milshina, N.V., Mobarry, C., Morris, J., Moshrefi, A., Mount, S.M., Moy, M., Murphy, B., Murphy, L., Muzny, D.M., Nelson, D.L., Nelson, D.R., Nelson, K.A., Nixon, K., Nusskern, D.R., Pacleb, J.M., Palazzolo, M., Pittman, G.S., Pan, S., Pollard, J., Puri, V., Reese, M.G., Reinert, K., Remington, K., Saunders, R.D., Scheeler, F., Shen, H., Shue, B.C., Siden-Kiamos, I., Simpson, M., Skupski, M.P., Smith, T., Spier, E., Spradling, A.C., Stapleton, M., Strong, R., Sun, E., Svirskas, R., Tector, C., Turner, R., Venter, E., Wang, A.H., Wang, X., Wang, Z.Y., Wassarman, D.A., Weinstock, G.M., Weissenbach, J., Williams, S.M., Woodage, T., Worley, K.C., Wu, D., Yang, S., Yao, Q.A., Ye, J., Yeh, R.F., Zaveri, J.S., Zhan, M., Zhang, G., Zhao, Q., Zheng, L., Zheng, X.H., Zhong, F.N., Zhong, W., Zhou, X., Zhu, S., Zhu, X., Smith, H.O., Gibbs, R.A., Myers, E.W., Rubin, G.M., and Venter, J.C. (2000). The genome sequence of Drosophila melanogaster. Science 287 , 2185-2195.

Arnault, C. and Biemont, C. (1989). Heat shocks do not mobilize mobile elements in genome of Drosophila melanogaster inbred lines. J.Mol Evol 28, 388-390.

Arnault, C. and Dufournel, I. (1994). Genome and stresses: reactions against aggressions, behavior of transposable elements. Genetica 93, 149-160.

Biémont, C., Aouar, A., and Arnault, C. (1987). Genome reshuffling of the Copia element in an inbred line of Drosophila melanogaster. Nature 329, 742-744.

Biémont, C., Vieira, C., Hoogland, C., Cizeron, G., Loevenbruck, C., Arnault, C., and Carante, J.P. (1997). Maintenance of transposable element copy number in natural populations of Drosophila melanogaster and D. simulans. Genetica 100, 161-166.

Boeke, J.D. and Pickeral, O.K. (1999). Retroshuffling the genomic deck [news]. Nature 398, 108-111.

Britten, R.J. (1996). DNA sequence insertion and evolutionary variation in gene regulation. Proc Natl Acad Sci U S A 93, 9374-9377.

Capy, P., Anxolabéhère, D., and Langin, T. (1994). The strange phylogenies of transposable elements: are horizontal transfers the only explantation? Trends Genet 10, 7-12.

Charlesworth, B., Sniegowski, P., and Stephan, W. (1994). The evolutionary dynamics of repetitive DNA in eukaryotes. Nature 371, 215-220.

Charlesworth, B. (1996). The changing sizes of genes. Nature 384, 315-316.

Curcio, M.J. and Garfinkel, D.J. (1999). New lines of host defense: inhibition of Ty1 retrotransposition by Fus3p and NER/TFIIH. Trends Genet 15, 43-45.

Danilevskaya, O.N., Arkhipova, I.R., Traverse, K.L., and Pardue, M.L. (1997). Promoting in tandem: the promoter for telomere transposon HeT-A and implications for the evolution of retroviral LTRs. Cell 88, 647-655.

Dhellin, O., Maestre, J., and Heidmann, T. (1996). Reverse transcription of mRNAs in human cells: an in vivo assay distinguishes beetween LINE and retroviral reverse transcriptases. submitted

Dimitri, P. and Junakovic, N. (1999). Revising the selfish DNA hypothesis. Trends Genet. 15, 123-124.

Dunsmuir, P., Brorein Jr., W.J., Simon, M.A., and Rubin, G.M. (1980). Insertion of the Drosophila transposable element Copia generates a 5 base pair duplication. Cell 21, 575-579.

Echalier, G. (1989). Drosophila retrotransposons: interactions with genome. Adv.Virus Res. 36, 33-105.

Flavell, A.J. (1999). Long terminal repeat retrotransposons jump between species. Proc Natl.Acad.Sci.USA 96, 12211-12212.

Goffeau, A., Barrell, B.G., Bussey, H., Davis, R.W., Dujon, B., Feldmann, H., Galibert, F., Hoheisel, J.D., Jacq, C., Johnston, M., Louis, E.J., Mewes, H.W., Murakami, Y., Philippsen, P., Tettelin, H., and Oliver, S.G. (1996). Life with 6000 genes [see comments]. Science 274, 546, 563-546, 567.

Jordan, I.K., Matyunina, V.L., and McDonald, F.J. (1999). Evidence for the recent horizontal transfer of long terminal repeat retrotransposon. Proc.Natl.Acad.Sci.USA 96, 12621-12625.

Jordan, I.K. and McDonald, J.F. (1998). Evolution of the copia retrotransposon in the Drosophila melanogaster species subgroup. Mol Biol Evol 15, 1160-1171.

Jordan, I.K. and McDonald, J.F. (1998). Interelement selection in the regulatory region of the copia retrotransposon. J Mol Evol 47, 670-676.

Jurka, J. (1998). Repeats in genomic DNA : mining and meaning. Curr.Opin.Struct.Biol. 8, 333-337.

Kazazian, H.H.J. and Moran, J.V. (1998). The impact of L1 retrotransposons on the human genome. Nature Genet. 19, 19-24.

Kidwell, G.M. and Lisch, R.D. (1998). Transposons unbound. Nature 393, 22-23.

Kim, A., Terzian, C., Santamaria, P., Pelisson, A., Prud'homme, N., and Bucheton, A. (1994). Retroviruses in invertebrates: The gypsy retrotransposon is apparently an infectious retrovirus of Drosophila melanogaster. Proceedings of National Academic Science, USA 91, 1285-1289.

Labrador, M. and Corces, V.G. (1997). Transposable Element-Host Interactions : Regulation of Insertion and Excision. Annu.Rev.Genet. 31, 381-404.

Mason, J.M. and Biessmann, H. (1995). The unusual telomeres of Drosophila. Trends Genet. 11, 58-62.

Moore, J.K. and Haber, J.E. (1996). Capture of retrotransposon DNA at the sites of chromosomal double-strand breaks. Nature 383, 644-646.

Moran, J.V., DeBerardinis, R.J., and Kazazian, H.H.J. (1999). Exon shuffling by L1 retrotransposition. Science 283, 1530-1534.

Nuzhdin, S.V. and Mackay, T.F. (1994). Direct determination of retrotransposon transposition rates in Drosophila melanogaster. Genet.Res. 63, 139-144.

Nuzhdin, S.V. and Mackay, T.F. (1995). The genomic rate of transposable element movement in Drosophila melanogaster [letter]. Mol Biol Evol 12, 180-181.

Nuzhdin, S.V., Pasyukova, E.G., Morozova, E.A., and Flavell, A.J. (1998). Quantitative Genetic Analysis of copia Retrotransposon Activity in Inbred Drosophila melanogaster Lines. Genetics 150, 755-766.

Pasyukova, E., Nuzhdin, S., Li, W., and Flavell, A.J. (1997). Germ line transposition of the copia retrotransposon in Drosophila melanogaster is restricted to males by tissue-specific control of copia RNA levels. Mol Gen Genet 255, 115-124.

Pardue, M.L., Danilevskaya, O.N., Traverse, K.L., and Lowenhaupt, K. (1997). Evolutionary links between telomeres and transposable elements. Genetica 100, 73-84.

Pitnick, S., Spicer, G.S., and Markow, T.A. (1995). How long is a giant sperm. Nature 375, 109-109.

Rubin, G.M., Yandell, M.D., Wortman, J.R., Gabor, M.G., Nelson, C.R., Hariharan, I.K., Fortini, M.E., Li, P.W., Apweiler, R., Fleischmann, W., Cherry, J.M., Henikoff, S., Skupski, M.P., Misra, S., Ashburner, M., Birney, E., Boguski, M.S., Brody, T., Brokstein, P., Celniker, S.E., Chervitz, S.A., Coates, D., Cravchik, A., Gabrielian, A., Galle, R.F., Gelbart, W.M., George, R.A., Goldstein, L.S., Gong, F., Guan, P., Harris, N.L., Hay, B.A., Hoskins, R.A., Li, J., Li, Z., Hynes, R.O., Jones, S.J., Kuehl, P.M., Lemaitre, B., Littleton, J.T., Morrison, D.K., Mungall, C., O'Farrell, P.H., Pickeral, O.K., Shue, C., Vosshall, L.B., Zhang, J., Zhao, Q., Zheng, X.H., Zhong, F., Zhong, W., Gibbs, R., Venter, J.C., Adams, M.D., and Lewis, S. (2000). Comparative genomics of the eukaryotes. Science 287, 2204-2215.

Russo, C.A., Takezaki, N., and Nei, M. (1995). Molecular phylogeny and divergence times of drosophilid species. Mol Biol Evol 12, 391-404.

Samuelson, L.C., Phillips, R.S., and Swanberg, L.J. (1996). Amylase gene structures in primates: retroposon insertions and promoter evolution. Mol Biol Evol 13, 767-779.

Stacey, S.N., Lansman, R.A., Brock, H.W., and Grigliatti, T.A. (1986). Distribution and conservation of mobile elements in the genus Drosophila. Mol Biol Evol 3, 522-534.

Suh, D.S., Choi, E.H., Yamazaki, T., and Harada, K. (1995). Studies on the transposition rates of mobile genetic elements in a natural population of Drosophila melanogaster. Mol Biol Evol 12, 748-758.

Teng, S.C., Kim, B., and Gabriel, A. (1996). Retrotransposon reverse-transcriptase-mediated repair of chromosomal breaks. Nature 383, 641-644.

Ting, C.N., Rosenberg, M.P., Snow, C.M., Samuelson, L.C., and Meisler, M.H. (1992). Endogenous retroviral sequences are required for tissue-specific expression of a human salivary amylase gene. Genes Dev 6, 1457-1465.

Voytas, D.F. (1996). Retroelements in genome organization. Science 274, 737-738.

Waugh O'Neill, R.J., O'Neill, M.J., and Marshall Graves, J.A. (1998). Undermethylation associated with retroelement activation and chromosome remodelling in an interspecific mammalian hybrid. Nature 393, 68-72.

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Interesting articles for the light-hearted account :)
I thought I found another Romanian judging only by the account name, however this account is still a good find.
I am going to the SteemSTEM meetup in Florence right as we speak. Maybe we can make things move forward on this blockchain, and not only.
Cheers!

It's "the same Romanian" (who is also French but moved to Luxembourg 19 years ago)
And yes, I' am embarassed ... I've made a complete mess of my "lighthearted" account ... I should probably have created a third account - "previous life" or something

Uncomplicated article. I learned a lot of new things. I signed up and voted. I will be glad to mutual subscription))))

"uncomplicated"? well, that is a bit insulting ! If that is uncomplicated, I Don't know what is !

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