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1 The Chlamydomonas genome reveals the evolution of key animal and plant functions Sabeeha S. Merchant et al., 2007, Science, 318 : 245-251 Magali LASNE.

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1 1 The Chlamydomonas genome reveals the evolution of key animal and plant functions Sabeeha S. Merchant et al., 2007, Science, 318 : Magali LASNE

2 2 INTRODUCTION. Séquençage de lintégralité du génome de Chlamydomonas reinhardtii. Découverte de nouveaux gènes impliqués dans photosynthèse et motilité des undulipodiums. Certains de ces gènes sont proches de ceux retrouvés chez les Métazoaires et chez les Plantes Vertes

3 3 PRESENTATION Chlamydomonas reinhardtii. algue unicellulaire ~ 10 µm. multiple mitochondries. 2 undulipodiums antérieurs. chloroplaste Image obtenue par coloration (EMBO Practical Course) (Junya Awata, George B. Witman)

4 4. fait partie des Chlorophytes. Ont divergé des Streptophytes, il y a 1 Milliard dannées C. reinhardtii est étudiée pour : - la photosynthèse eucaryotique - fonctionnement des undulipodiums

5 5 ETUDE DES GENES Des gènes de C. reinhardtii retrouvés chez : - Plantes Vertes - Métazoaires Séquençage du génome : 120 Millions de paires de bases = gènes 1226 familles de gènes identifiées

6 6. Exemple des transporteurs membranaires. toute la diversité de lancêtre commun des Plantes Vertes et Métazoaires. 486 transporteurs membranaires Gènes codant pour transporteurs associés aux Métazoaires Ex : - Transporteurs redistribuant Ca 2+ intracellulaire en réponse aux signaux environnementaux comme la lumière moduler lactivité des undulipodiums trouvé chez les Métazoaires mais pas chez les plantes vasculaires

7 7 - Présence de transporteurs de la famille de Na + /SO 4 2- Une famille trouvée que chez les Opisthochontes

8 8 On retrouve toute une série de gènes et pas seulement liés aux undulipodiums de C. reinhardtii étant plus proches des Métazoaires - nucléotides cyclases - de nombreuses sélénoprotéines dans leur séquence un acide aminé très rare cest une propriété très ancienne des eucaryotes, qui na été conservée que dans certains groupes parmi lesquels C. reinhardtii et les Vertébrés Des gènes qui codent pour : la sélénocystéine Daprès Dacher et Vallon (2007)

9 9 ETUDE DES PROTEINES Comparaison proteome de C. reinhardtii, avec celui d Homo sapiens et Arabidopsis thaliana Grâce à BLASTP, tracé de la meilleure rencontre en log 10 des proteines de C. reinhardtii avec - Homo sapiens - Arabidopsis thaliana Log 10 meilleur score de Arabidopsis thaliana 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 Log 10 meilleur score Homo sapiens

10 10 Identification de protéines ont été classées dans 6968 familles restantes nont pas pu être classées ¤ C. reinhardtii et lHomme Partagent 706 familles ¤ C. reinhardtii et A. thaliana Partagent 1879 familles C. reinhardtii Homme 706 F Arabidopsis 1879 F 2282 F 2101 F - gènes perdus - divergés puis ont enrichit les séquences codant pour protéines undulipodiums et centrioles - présence chez ancêtre commun Plantes Vertes-Métazoaires puis perte ou divergence chez Métazoaires - transfert horizontal - apparition après divergence avec Métazoaires mais avant celle avec C. reinhardtii

11 11 GreenCut 349 F 2) protéines de C. reinhardtii + - Homo sapiens - Phytophthora spp. - pas dorganismes non ciliés CiliaCut 186 F 1) protéines de C. reinhardtii + - Ostreococcus spp. - Arabidopsis thaliana - mousses - pas dorganismes non photosynthétiques

12 12 85% des protéines connues dans GreenCut sont localiséés dans chloroplastes 35% des protéines connues dans CiliaCut sont dans undulipodiums

13 13 LESSENTIEL A RETENIR C. reinhardtii possède des caractéristiques des Plantes Vertes et dautres typiquement des Métazoaires Pourrait éclaircir lévolution des Plantae, des Opisthochontes, de laquatique au terrestre, de lunicellulaire au pluricellulaire

14 14 CRITIQUES Utilisation de termes : plantes, animaux, flagelles Séquençage du génome de Chlamydomonas reinhardtii quest ce que ça va apporter ? Après quelques recherches : 2004 Molécules de C. reinhardtii homologues avec les humains Identification dune série de polypeptides dans undulipodiums et corps basaux de C. reinhardtii homologues à certaines protéines les causes de symptômes Humains: - syndrome de Bardet-Biedl, - disfonctionnement des reins, - anomalie du développement … Daprès Johnson (2004 )

15 15 Ces Observations renforcent limportance de létude de la biologie de C. reinhardtii, qui va permettre de mieux comprendre certaines maladies Humaines et les fonctions essentielles des Plantes Vertes et des Métazoaires

16 16 BIBLIOGRAPHIE - Sabeeha S. Merchant et al., 2007, The Chlamydomonas Genome Reveals the Evolution of Key Animal and Plant Functions, Science, 318 : S.M.King, O. Vallon, 2004, A repor of the 11th International Meeting on the Cell and Molecular Biology of Chlamydomonas held in Kobe, Japan, from May 11-15, 2004, Protist, 155 : P. Dacher, O.Vallon, 2007, Animal ou végétal ? Le génome d'une algue modèle livre ses secrets,Communiqués de presse CNRS,


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