Analyses phylogénétiques

Présentation au sujet: "Analyses phylogénétiques"— Transcription de la présentation:

1 Analyses phylogénétiques
Inférer et étudier l'histoire évolutive des gènes Jean-François Dufayard (CIRAD, équipe ID)

2 Phylogénie des espèces, phylogénie moléculaire
Histoire évolutive des espèces Phylogénie des espèces

3 Phylogénie des espèces, phylogénie moléculaire
Histoire évolutive des espèces Phylogénie des espèces Histoire évolutive des molécules Phylogénie moléculaire

4 Phylogénie des espèces, phylogénie moléculaire
Histoire évolutive des espèces Phylogénie des espèces Modélisation (arbres) Histoire évolutive des molécules Phylogénie moléculaire Modélisation (séquences, arbres)

5 Phylogénie des espèces, phylogénie moléculaire
Blé Séquence 1 (Blé) Riz Séquence 2 (Riz) Séquence 3 (Tomate) Tomate Inférer l'histoire évolutive des gènes... Inférer l'histoire évolutive des espèces ? Quel signal porté par les séquences ? La spéciation est-il le seul évènement influent ?

6 Phylogénie des espèces, phylogénie moléculaire
Blé Riz Tomate Duplication Séquence 1 (Blé) Séquence 2 (Riz) Séquence 3 (Tomate) Séquence 4  (Blé) Séquence 5 (Riz) Séquence 6 (Tomate)

7 Phylogénie des espèces, phylogénie moléculaire
Blé Riz Tomate Pertes Séquence 1 (Blé) Perte (Riz) Séquence 3 (Tomate) Perte  (Blé) Séquence 5 (Riz) Perte (Tomate)

8 Phylogénie des espèces, phylogénie moléculaire
Blé Riz Tomate Pertes Séquence 1 (Blé) Séquence 3 (Tomate) Séquence 5 (Riz)

9 Phylogénie des espèces, phylogénie moléculaire
Blé Riz Tomate Réconciliation d'arbres Séquence 1 (Blé) Séquence 1 (Blé) Perte (Riz) Séquence 3 (Tomate) Séquence 3 (Tomate) Perte  (Blé) Séquence 5 (Riz) Séquence 5 (Riz) Perte (Tomate)

10 Définitions In silico In vivo Séquence 1 (Blé) Séquence 2 (Riz)
Séquence 3 (Tomate) Séquence 4  (Blé) Séquence 5 (Riz) Séquence 6 (Tomate) In silico Similarité: mesure mathématique de proximité entre deux séquences (notion quantitative). Couverture: longueur relative ou absolue le long de laquelle deux séquences sont comparables. In vivo Homologie: deux molécules sont homologues si elles ont dérivé d’une molécule ancestrale commune (notion qualitative). Gènes orthologues : gènes qui dérivent d’un ancêtre commun et qui ont divergé suite à un événement de spéciation, ils appartiennent à des espèces différentes. Gènes paralogues : gènes qui dérivent d’un ancêtre commun et qui sont issus d’un évènement de duplication.

11 Données de départ 4 séquences Oryza sativa issues du transcriptome de référence 1 séquence consensus issues du mapping, pour chaque individu (10 riz cultivés et 1 riz sauvage). Os2g25612 Os3g52163 Os4g66669 RC1 RC2 RC3 ... RS7

12 Démarche générale Interspécifique / inter-genre
Transcriptome Oryza sativa: Séquence1_SATIVA Séquence2_SATIVA ... Consensus Oryza glaberima / Oryza barthii: Séquence1_RC1 Séquence2_RS1 ... Clustering: Regrouper par familles d'homologues les séquences consensus et de référence. Repérer les paralogies antérieures à la divergence Oryza sativa / Oryza glaberima. Alignement et nettoyage: Mettre en correspondance les parties similaires des séquences, et sélectionner des blocs conservés pour appuyer l'hypothèse d'homologie. Reconstruction phylogénétique: Trouver un arbre vraisemblable pour expliquer l'alignement selon un modèle d'évolution donné. Interspécifique / inter-genre Intraspécifique / intra-genre Analyse: Affichage, enracinement, réconciliation

13 Démarche générale Interspécifique / inter-genre
Séquences similaires chez des espèces plus éloignées: Séquence1_MAIZE Séquence2_SORBI ... Transcriptome Oryza sativa: Séquence1_SATIVA Séquence2_SATIVA ... Consensus Oryza glaberima / Oryza barthii: Séquence1_RC1 Séquence2_RS1 ... BLAST sur banques publiques: Rechercher des gènes homologues chez différentes autre espèces Préciser davantage les dates relatives des duplications Clustering: Regrouper par familles d'homologues les séquences consensus et de référence. Repérer les paralogies antérieures à la divergence Oryza sativa / Oryza glaberima. Alignement et nettoyage: Mettre en correspondance les parties similaires des séquences, et sélectionner des blocs conservés pour appuyer l'hypothèse d'homologie. Reconstruction phylogénétique: Trouver un arbre vraisemblable pour expliquer l'alignement selon un modèle d'évolution donné. Interspécifique / inter-genre Intraspécifique / intra-genre Analyse: Affichage, enracinement, réconciliation

14 Recherche d'homologues
BLAST : Séquence de départ QUERY nucléique nucléique traduit protéique Séquences cibles SBJCT nucléique protéique nucléique traduit BLASTN BLASTX BLASTP TBLASTX TBLASTN