Évaluation du potentiel adaptatif de la recombinaison mitochondriale

 

Christian Landry

Université Laval

 

Domaine : organismes vivants

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2018-2019

L'acquisition de la mitochondrie par l'ancêtre des eucaryotes est l'un des évènements les plus marquants de l'évolution, avec des conséquences importantes sur la diversification des espèces et sur la dynamique de l'évolution des sexes, des génomes et de la physiologie cellulaire. Un des aspects les moins étudiés de la biologie mitochondriale est la coévolution des gènes mitochondriaux entre eux et donc la contribution potentielle de la recombinaison mitochondriale à l'adaptation, au potentiel adaptatif des hybrides entre espèces et à l'isolement reproducteur. Une des raisons pour ce manque de connaissance est la rareté de cette recombinaison chez les plantes et les animaux, les eucaryotes les plus étudiés, et le manque d'outil pour en étudier ses effets en détails. Des études récentes ont démontré que la recombinaison mitochondriale pourrait jouer un rôle dans la formation d'espèces hybrides de levure chez qui la transmission mitochondriale est biparentale et permet à la recombinaison de se produire fréquemment. Nous allons exploiter ce système en combinant l'expertise de deux laboratoires leaders en génomique et biologie des systèmes et en physiologie et évolution de la mitochondrie.

Nous allons mesurer systématiquement la contribution de la recombinaison mitochondriale à l'adaptation et l'isolement reproducteur des hybrides en faisant le lien entre la variation génétique du génome mitochondrial, sa recombinaison, sa physiologie et ses effets sur la valeur adaptative d'espèces de levure. Notre étude permettra pour la première fois d'estimer quel peut être le rôle de la recombinaison de ce génome au niveau adaptatif dans la diversification des eucaryotes en combinant des approches modernes de la génomique, de la bioinformatique, du criblage à haut débit et de la physiologie cellulaire à haute résolution.  Nous contribuerons ainsi à faire avancer nos connaissances sur le rôle de cet organite dans la diversification des espèces et aussi à une meilleure compréhension de la physiologie des espèces qui sont le moteur biologique d'une grande partie de l'industrie alimentaire, biotechnologique et de la révolution actuelle en biologie de synthèse. Ce projet contribuera à former du personnel hautement qualifié en génomique, bioinformatique et physiologie, qui pourra ensuite contribuer au développement économique et social en œuvrant en recherche fondamentale et en santé, ou en travaillant en biotechnologie, un des moteurs économiques du Québec.