Il y a beaucoup d’épistasie :

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1 Il y a beaucoup d’épistasie :

2 Passer du génotype au phénotype
Modèle additif - modèle non épistatique de référence Modèle multiplicatif (Dillmann & Foulley, 1998) - réponse à la sélection accélérée - très sensible à la dérive génétique Modèle métabolique (Bost, Dillmann & de Vienne, 1999) Bases biochimiques de - la distribution en « L » des effets des QTL - la dominance et l ’heterosis

3 Les flux métaboliques comme modèles de caractères quantitatifs

4 chémostat d’Escherichia coli
Flux métaboliques et valeur sélective Dean et al, 1989 J vcroissance Il existe une relation linéaire entre le flux de lactose et la vitesse de croissance en chémostat d’Escherichia coli

5 Réseau de voies métaboliques dans une cellule

6 Modèle d’étude : la glycolyse chez la levure

7 La théorie du contrôle métabolique
Ej Ej+1 En Sn Sj+1 … S2 S1 Sn+1 En-1 Flux = d[Sn+1] / dt Flux à l’état stationnaire : v1 = v2 = … = vj = … = vn = J K : constantes d’équilibres, S1, Sn+1 Qj : quantité de l’enzyme j Aj : paramètres cinétiques de l’enzyme J K j Q A = å 1 Kacser and Burns, Heinrich and Rappoport, 1974

8 Quantification des enzymes de la glycolyse chez la levure
Thèse Julie Fievet

9 Nombre de molécules par cellule
Qj n Fievet, Dillmann, Negroni, Davanture, Lagniel, Labarre & de Vienne, in prep. Paramètres cinétiques Aj Log(nb moles S/mn/mg enzyme) Teusink et al, 2001

10 å Q = Qtot Variabilité génétique des quantités d’enzymes
Quantité moyenne Max /Min Phosphoglycerate mutase 3,1 1.6 L-ascorbate peroxidase 10,1 3 OSR40 (LEA) 3,2 3.1 Ferritin 3.6 ABA/ripening protein 15,1 3.9 Initiation factor IEF-5A 2,9 5.9 Glutathione S-transferase III 5 7.5 Caffeate OMT 1,7 10.4 Glutathione S-transferase III (isoforme) 21 ns Cinnamyl alcohol dehydrogenase 3,6 Methionine adenosyl transferase 1,2 Quantité totale de protéines allouées à une chaîne métabolique j å Q = Qtot

11 Contraintes sur la quantité totale de protéines
Absence = 0<Qtot< Présence = Qtot = cste Absence Co-régulation de l’expression Présence

12 Implications sélectives de la contrainte :
Gabriel, Dillmann, Fievet, Bost, de Vienne, in prep Implications sélectives de la contrainte : assymétrie des coefficients de sélection Flux Jm(+) Jw Jm(-) La sélection est plus efficace pour éliminer une mutation défavorable que pour fixer une mutation favorable Proportion de l’enzyme δ -δ

13 Implications sélectives de la contrainte
contre-sélection des concentrations extrêmes Flux Jm(-x) Jm(+x) La sélection est plus efficace pour diminuer la quantité d’une enzyme en excès que pour augmenter la quantité d’une enzyme en déficit Jw + 10% - 10% Proportion de l’enzyme

14 Les flux métaboliques comme modèle d’épistasie
Modèle biochimique permettant de relier les gènes (les enzymes) au phénotype et d’expliquer les interactions entre allèles : dominance (heterosis) épistasie (antagoniste, synergique, moins qu’additive, A*D,…..) Modèle épistatique : les coefficients de sélection qui s’appliquent sur une enzyme varient en fonction du contexte génétique et du sens de la sélection Modèle de référence permettant de combiner des approches théoriques et expérimentales