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1 Genomic Footprints of a Cryptic Plastid Endosymbiosis in Diatoms Diversité des Organismes Marins 2010 Professeur C.F. Boudouresque Demmer Jonathan Paquereau.

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1 1 Genomic Footprints of a Cryptic Plastid Endosymbiosis in Diatoms Diversité des Organismes Marins 2010 Professeur C.F. Boudouresque Demmer Jonathan Paquereau Thomas M1 BEM Ahmed Moustafa, Bánk Beszteri, Uwe G. Maier, Chris Bowler, Klaus Valentin et Debashish Bhattacharya

2 2 Quelle est la proportion des gènes dorigine « verte » dans le génome des diatomées? Quelle a été la voie dacquisition de ces gènes « verts »? Et à quel moment par rapport au gènes « rouges »? 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion Lignée des Chromalvéolés Ancêtre commun des Chromalvéolés Voie « rouge » Voie « verte »

3 3 2.1 Les diatomées Les dix règnes dEucaryotes (Baldauf, , simplifié et mis à jour par Boudouresque 2010) 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

4 4 Chromobiontes Daprès Boudouresque et al. (sous presse) Arbre phylogénétique des Chromobiontes 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

5 5 2.2 Phaeodactylum et Thalassiosira Thalassiosira pseudonana: Participant majeur au pompage du carbone vers locéan profond: effet de puits à carbone. Nombre de gènes : Ces deux espèces ont été choisies comme organismes modèles car leurs génomes ont été entièrement séquencés. Phaeodactylum tricornutum: Existe sous différentes morphologies. Biogénèse de la frustule siliceuse facultative. Nombre de gènes prédits: µm Phaeodactylum tricornutum © IFREMER 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

6 6 2.3 Lendosymbiose secondaire Daprès Roger Prat et Véronique Vonarx (2005) 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

7 7 2.4 Les transferts de gènes horizontaux Recipient or host (archaeon or eukaryote) a) Gene retention b) Gene loss c) Gene co-existence d) Gene deplacement Non-homologous gene e) New functional gene Orthologous genes Endosymbiont (bacterium) Endosymbiosis Protein translocation By James R. Brown in Nature review s Genetics 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion

8 8 Nombre de gènes P. Tricornatum T. Pseudonana Indéterminés Rhodobiontes Espèces Gènes dorigine « verte » Phaeodactylum Tricornatum 1757 Thalassiosira Pseudonana Plus de 70% de ces gènes proviennent de la lignée « verte ». Viridiplantae Nombre de gènes issus des lignées « vertes » et « rouges » chez les deux espèces étudiées. 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion Daprès Moustafa et al., modifié.

9 9 Nombres de gènes Distribution des gènes « verts » de diatomées parmi les différents chromalvéolés. Phaeodactylum Thalassiosira % Estimation du pourcentage de gènes de la lignée verte partagés avec les diatomées 85% 10% 3% 3,5% 23% 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion Daprès Moustafa et al., modifié.

10 10 Chromobiontes Prasinophycées 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion 4.1 Ouverture par rapport au cours Daprès Boudouresque C.F., modifié

11 11 Espèces Diato- mées Autres Stramé- nopiles Apicom- plexes Ciliés Hapto- biontes Crypto- biontes Dinofla- gellés Outils molécu- laires dispo- nibles Génome entier EST Data Nombre des- pèces utilisé 24??1?? Comparaison dun nombre despèces faibles ou inconnus 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion 4.2 Avis personnels

12 12 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion 4.3 La discussion continue… Est-ce que le signal « vert » est faux? Est-ce que la taille du génome de Cyanidioschyzon merolae utilisé pour les comparaisons implique un biais dans les résultats? Des études plus approfondies sont nécessaires afin de pouvoir conclure quant à la pertinence de ces résultats. Daprès Tal Dagan et al. (2009)

13 13 1. Introduction 2. Pré-requis 3. Résultats 4. Discussion 5. Conclusion Le génome actuel des diatomées porte les traces de plusieurs endosymbioses secondaires successives et différentes. Cette étude met en avant une endosymbiose secondaire, à lorigine de transferts géniques dun organisme de la lignée verte antérieure à la lignée rouge. Cependant, de nombreux aspects de leur histoire évolutive restent encore inconnus. Rhodobiontes Prasinophycées Date? Mécanismes dacquisition des gènes?

14 14 Références Bowler C., Vardi A. et Allen A., 2010, « Oceanographic and biogeochemical insights from diatom genoms ». Cours Boudouresque C.F Burki F., Shalchian-Tabrizi K., Minge M., et al, 2007, « Phylogenomics reshuffles the eukaryotic supergroups ». Armbrust E.V.et al., 2004, « The Genome of the Diatoms Thalassiosira Pseudonana: Ecology, Evolution and Metabolism »; Science 306: Dagan T. et Martin W. et al, 2009,« Seeing Green and Red in Diatom genomes »; Science 324:1651. Bowler C., Allen A., Badger J., Grimwood J., Jabbari K., Kuo A., Maheswari U., Martens C., Maumus F., Otillar R. et al., 2008, « The Phaeodactylum genome reveals the evolutionary history of diatom genomes », Nature 456:

15 15 Merci de votre attention


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