PhD defense - Evolution réductive des génomes bactériens par expériences d'évolution in silico et analyses bioinformatiques
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Given a popular view, evolution is an incremental process based on an increase of molecular complexity of organisms. However, some organisms have undergo massive genome reduction like the endosymbionts. In this case the reduction can be explained by the Muller’s ratchet due to the endosymbiont lifestyle with small population and lack of recombination. However, in some marine bacteria, like Prochlorococcus et Pelagibacter, lineage have undergo up to 30% of genome reduction. Their lifestyle is almost the opposite to the one of the endosymbionts and reductive genome evolution can not be easily explicable by the Muller’s ratchet. Some other hypothesis has been proposed but none can explain all the observed genomic characteristics. In the thesis, I am interested in the reductive evolution of Prochlorococcus. I used two approaches: a theoretical one using simulation where different scenarios are tested and an analysis of Prochlorococcus genomes in a phylogenetic framework to determine the causes and characteristics of genome reduction. The combination of these two approaches allows to propose an hypothetical evolutive history for the reductive genome evolution of Prochlorococcus.
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- 64. Synthèse Vers une histoire évolutive hypothétique 25
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- 66. Perspectives 27 Annotation des gènes gagnés et perdus Combinaison de scénarios et incorporation de la phylogénie dans les expériences d’évolution in silico Comparaison des changements observés avec l’histoire de la Terre Estimation des changements de Ne dans les scénarios et le long de la phylogénie de Prochlrococcus
- 67. Conclusion méthodologique globale 28
- 69. Remerciements 29
- 71. Importance du nombre de descendants neutres dans l’évolution des génomes simulés 71
- 72. Estimation de Ne dans les simulations 72 Sans transfert Avec transfert
- 73. Scénario de diminution de la pression de sélection 73 0 200 400 600 800 1000 −1.0−0.8−0.6−0.4−0.20.0 Rang des individus Tauxdecroissancerelatif Coefficientdesélections k = 1250 k = 750 k = 250 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 −1.0−0.8−0.6−0.4−0.20.0 Différence d'écart à la cible Δ g Tauxdecroissancerelatif Coefficientdesélections k = 2250 k = 1250 k = 750 k = 500 k = 250 Probabilité de reproduction d’un individu avec k la force de la sélection exp−kg exp−kgi i=1 N ∑