Analyses phylogntiques Infrer et tudier lhistoire volutive des

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

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

Phylogénie des espèces, phylogénie moléculaire Blé Séquence 1 (Blé) Riz Tomate Séquence 2 (Riz) Séquence 3 (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 ?

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)

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

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

Définitions 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.

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). Os 2 g 25612 RC 1 RC 2 RC 3. . . RS 7 Os 3 g 52163 Os 4 g 66669

Démarche générale Transcriptome Oryza sativa: Séquence 1_SATIVA Séquence 2_SATIVA. . . Consensus Oryza glaberima / Oryza barthii: Séquence 1_RC 1 Séquence 2_RS 1. . . 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 Analyse: Affichage, enracinement, réconciliation Intraspécifique / intra-genre

Démarche générale Séquences similaires chez des espèces plus éloignées: Séquence 1_MAIZE Séquence 2_SORBI. . . Transcriptome Oryza sativa: Séquence 1_SATIVA Séquence 2_SATIVA. . . Consensus Oryza glaberima / Oryza barthii: Séquence 1_RC 1 Séquence 2_RS 1. . . BLAST sur banques publiques: Clustering: Recher des gènes homologues chez différentes autre espèces Regrouper par familles d'homologues les séquences consensus et de référence. Préciser davantage les dates relatives duplications 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 Analyse: Affichage, enracinement, réconciliation Intraspécifique / intra-genre

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