Les subtélomères des chromosomes des hémiascomycètes Nantes, octobre 2006 Cécile Fairhead Génétique Moléculaire des Levures Institut Pasteur, Paris.

Les chromosomes linéaires éléments indispensables: centromère origines de réplication au moins un gène essentiel à la vie structures terminales: télomères telo cen telo ori gène

Les subtélomères telo cen telo ori gène subtélomère gène en famille pseudogène éléments répétés gène unique 1er gène essentiel

Les subtélomères de S. cerevisiae

Les gènes dans les subtélomères Homo sapiens: grandes familles de gènes de récepteurs olfactifs Parasites (malaria et autres): familles de gènes d'antigènes de surface, gènes mobiles ou expression différentielle (échappement au système immunitaire) Champignons filamenteux phytopathogènes: familles de gènes de protéines de surface (virulence) Levures : "alimentaires": familles de gènes de flocculines, et d'utilisation des sucres du milieu "pathogènes": familles de gènes d'adhésion aux epitheliums

Les hémiascomycètes

Subtelomeric gene families in S. cerevisiae and their putative homologs I In Saccharomyces species

Subtelomeric gene families in S. cerevisiae and their putative homologs II In other species

Le gène FLO1 de S. cerevisiae DNA self-matrix Repeats (minisatellites) generate diversity in these proteins involved in cell-cell adhesion

EL AL KLLA0E00110g KLLA0E00132g KLLA0E00154g TEL towards centromere KLLA0A00154g KLLA0A00132g KLLA0A00110g towards centromere 20kb 10kb Family of KLLA0A00110g, 7 subtelomeric members KLLA specific, unknown Family of KLLA0A00132g, 7 subtelomeric members, 3 central, similar to unknown SACE subtelomeric gene Family of KLLA0A00154g, 7 subtelomeric members KLLA specific, unknown Subtélomères de K. lactis

Carte des subtélomères gauches de K.lactis

AL 0A00110g Hyp OR 0A00132g MCH2 0A00154g BL CL DL EL FL DR 90% 95% 90% 96% 97% 92% Chrom. coord Divergence in the seven-fold duplication Identity

Protein-coding genes in subtelomeres of K. lactis. In duplicationsParalogs (diverged)Unique 63 (46%)27 (19%) 48 (35%) Overall, in the genome, 68% of genes are unique Uniqueness Predicted or known localisation of product Out of 138 genes: UnknownExtracellular, plasma membrane and cell wall Other 59 (43%)44 (32%)35 (25%) Overall, in the genome of S. cerevisiae, 12% of genes are known or predicted to be “external”

3L 6L Tel Subtélomères de D. hansenii subtelomeric family unknown function subtelomeric family protein kinase subtelomeric family protein kinase

Alejandro De Las Penas et al. Genes Dev. 2003; 17: Figure 1. Structure of the EPA clusters Subtélomères de C. glabrata

région distalerégion proximale gènes actifs, régulés en réponse à l'environnement à nombre de copies moyen: sace, klla, deha... à nombre de copies élevé? cagl, autres? éléments présents sur toutes les extrémités Rôle et structure des subtelomères rôle « structural », maintenance du chromosome rôle «fonctionnel », adaptation à l’environnement télomère

Rôle et structure des subtélomères -permettent la plasticité nécessaire à l’adaptation à l’environnement:contiennent des familles de gènes qui peuvent muter facilement: gènes « de contingence » = séquences homéologues qui recombinent entre elles -rôle de "back-up" en cas de perte de télomère (cassure à l’extrémité d’un chromosome, absence de télomérase) -contribuent à la divergence chromosomique entre individus et entre espèces au cours de l’évolution

Rôle et structure des subtélomères questions et directions futures: Combien de types de structures de subtélomères existe-t-il chez les hémiascomycètes? Peut-on relier le type de structure au statut sexuel de l'espèce? A sa pathogénicité? Quels sont les fonctions des gènes situés dans les subtélomères? Gènes à répétitions internes, de type "FLO": classification des types de répétitions et lien avec la fonction des protéines codées et mécanismes d'évolution de ces gènes