Phylogénomique Et Évolution Des Récepteurs Olfactifs Maxime Courcelle
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Les points de vue des gènes orthologues et paralogues sur la génomique des rongeurs : phylogénomique et évolution des récepteurs olfactifs Maxime Courcelle To cite this version: Maxime Courcelle. Les points de vue des gènes orthologues et paralogues sur la génomique des rongeurs : phylogénomique et évolution des récepteurs olfactifs. Sciences agricoles. Université Mont- pellier, 2020. Français. NNT : 2020MONTG059. tel-03329692 HAL Id: tel-03329692 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03329692 Submitted on 31 Aug 2021 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. THÈSE POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE MONTPELLIER En Génétique et Génomique École doctorale GAIA Unité de recherche UMR 5554 ISEM Les Points de Vue des Gènes Orthologues et Paralogues sur la Génomique des Rongeurs : Phylogénomique et Évolution des Récepteurs Olfactifs Présentée par Maxime COURCELLE Le 4 décembre 2020 Sous la direction d’Emmanuel DOUZERY et Pierre-Henri FABRE Devant le jury composé de Céline BROCHIER-ARMANET, Professeure, UCB Lyon 1 Rapportrice Violaine COLIN-NICOLAS, Maître de Conférences, MNHN Paris Examinatrice Christophe DOUADY, Professeur, UCB Lyon 1 Rapporteur, Président du jury Emmanuel DOUZERY, Professeur, UM Directeur de Thèse Pierre-Henri FABRE, Maître de Conférences, UM Co-Directeur de Thèse Stéphane GUINDON, Chargé de Recherches, CNRS Examinateur Remerciements Je tiens tout d’abord à remercier mes deux directeurs de thèse, Emmanuel et Pierre- Henri. Merci à tous les deux pour la confiance que vous m’avez témoignée et la péda- gogie dont vous avez fait preuve au cours de ces trois années. J’ai pu discuter avec de nombreux doctorants et je mesure la chance que j’ai eu de bénéficier d’une grande au- tonomie et de la liberté de travailler sur les problématiques qui me tenaient le plus à coeur, quitte à réorienter le sujet général de mon manuscrit. Merci de m’avoir transmis votre rigueur, votre curiosité scientifique, et aussi pour les discussions sur les « bêbêtes » et l’évolution de la composition pour piano ! Je souhaite également remercier mon jury de thèse pour avoir accepté d’évaluer mon travail, mais aussi pour les échanges scientifiques intéressants et les remarques perti- nentes à la suite de la soutenance. Merci à Céline Brochiet-Armanet et Christophe Douady pour leurs retours stimulants sur mon manuscrit, ainsi qu’à Violaine Colin-Ni- colas et Stéphane Guindon pour avoir examiné mes travaux. Je remercie également tous les membres de l’équipe PhylEvolMol pour avoir contribué à créer un environnement de travail dynamique et enrichissant au quotidien. Parmi eux, Marie-Ka Tilak mérite une mention particulière pour la patience et la pédagogie dont elle a fait preuve pendant la supervision de mes manips à la paillasse. En plus d’avoir su garder ton calme lorsque j’oubliais deux fois dans la même journée d’ajouter la Taq dans mes réactions de PCR, ton soutien a aussi été précieux lors des moments difficiles de ces trois ans. Je remercie aussi François Catzeflis de m’avoir laissé accéder à sa col- lection de tissus, dont les ADN (extraits à partir de fragments « pas plus grands qu’un demi-grain de riz ») ont fourni des données essentielles pendant ma thèse. Enfin, je re- mercie Julien Fraisse, dont les résultats et figures issus de ses deux stages parmi nous ont fait leur chemin jusqu’à ce manuscrit. J’espère t’avoir transmis mon intérêt pour ces sujets et te souhaite bonne réussite pour la suite. J’ai aussi une pensée particulière pour tous les collègues doctorants qui ont partagé ces moments avec moi : Quentin, Rémi, Manon (x2), Marjo, Marianne, Alex, Nathan, et Quentin. En dehors de l’équipe, je souhaite aussi remercier Pierre-Olivier Antoine pour son rôle officiel de soutien et d’écoute des doctorants à l’ISEM, et pour son rôle quasiment offi- ciel de fournisseur de bonne humeur autour de lui. Sur le plan personnel, je remercie mes parents, mon frère, et mes grands-parents pour leur soutien indéfectible, pour m’avoir fait confiance et m’avoir aidé à relativiser tout au long de cette thèse. Vos encouragements, mais aussi votre curiosité à propos de mon travail m’ont poussé à me surpasser et à me poser les bonnes questions. Merci aussi à Suzanne, Jean-Albert, Lise et Mathieu Triay, chez qui j’ai pu trouver une deuxième fa- mille et profiter de la vie à Montpellier dans la piscine. Je remercie aussi tous les amis qui m’ont permis de lever un peu la tête du guidon, que ce soit par des séances de musique, des parties de jeux vidéos, des soirées cartes, ou juste un coup de téléphone de temps en temps : Yoann, Yannis, Marine, Antoine, Ar- melle, Celia, Rémy, Anthony, Seb, Vincent, Morgane, Florent, Florian, Rudy, Sarah, Elsa… et ceux que j’ai oublié ! Enfin, à Cécile, avec qui je partage ce chemin depuis le début, merci de m’avoir suppor- té pendant ces trois ans, d’avoir été présente pour les hauts et pour les bas, de ton hu- mour et ton soutien sans faille qui m’ont redonné le moral quand j’en avais besoin, et ont été essentiels tout au long de cette thèse. Table des matières I.Chapitre I : L’ère de la génomique .............................................7 I.1. Historique ................................................................................................................9 I.2. Séquençage, assemblage et analyse des données génomiques ...........................10 I.2.1. Le séquençage d’ADN .........................................................................10 I.2.1.a. Séquençage Sanger ....................................................................11 I.2.1.b. Séquençage à haut débit .............................................................11 I.2.1.c. Séquençage de troisième génération ..........................................12 I.2.2. Assemblage ..........................................................................................13 I.2.2.a. Assemblage face à une séquence de référence ..........................14 I.2.2.b. Assemblage de novo ..................................................................14 I.2.2.c. Assemblage hybride ...................................................................15 I.2.3. L’annotation des séquences ..................................................................16 I.3. Axes de recherche en génomique .........................................................................17 I.3.1. Génomique fonctionnelle .....................................................................17 I.3.2. Génomique synthétique ........................................................................18 I.3.3. Génomique évolutive et comparative ...................................................19 I.3.3.a. Concept et applications de la génomique comparative ..............19 I.3.3.b. L’homologie au niveau moléculaire ...........................................20 Bibliographie ..................................................................................................................24 II.Chapitre II. Les gènes orthologues : Contribution aux infé- rences phylogénétiques ..............................................................31 II.1. Introduction : l’orthologie en phylogénomique ..................................................33 II.2. La phylogénomique probabiliste .........................................................................38 II.2.1. Modèles d’évolution des séquences .....................................................38 II.2.2. Propriétés des marqueurs moléculaires ................................................42 II.2.2.a. La composition en nucléotides ..................................................45 II.2.2.b. La vitesse d’évolution ................................................................46 II.2.2.c. La distribution des substitutions ................................................47 1 II.2.2.d. L’hétérotachie ............................................................................48 II.2.2.e. La paralogie cachée ...................................................................49 II.2.2.f. Le tri de lignées incomplet ........................................................50 II.2.2.g. Transfert de gènes horizontal et hybridation .............................52 II.3. Après la phylogénie ...............................................................................................53 II.3.1. La biogéographie : Diversification des Papilionidés ...........................54 II.3.2. Mise en évidence de patrons écologiques ............................................57 II.4. Combattre les homoplasies : La Phylogénie des Échimyidés (article n°1) ......60 II.5. La phylogénie des rongeurs à haute échelle taxonomique ................................75 II.5.1. Avant-propos ........................................................................................75 II.5.2. Matériels et Méthodes ..........................................................................76 II.5.2.a. Échantillonnage d’exons ............................................................76 II.5.2.b. Séquençage et assemblage du génome d’Anomalurus pelii ......77 II.5.2.c.