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Marie-Anne Félix

Évolution des Caenorhabditis

Contexte


L’équipe combine des approches évolutives, écologiques et quantitatives de la biologie d’un organisme modèle, le ver nématode Caenorhabditis elegans. Alors que les processus biologiques sont généralement étudiés au laboratoire dans un seul environnement et un seul fonds génétique de référence, les chercheurs de l’équipe s’efforcent de placer un système biologique dans son contexte évolutif et environnemental. Ils étudient ainsi la robustesse, l’évolution et l’évolvabilité du développement de la vulve de C. elegans. Afin de comprendre l’évolution et l’écologie de cet organisme modèle, ils ont commencé à isoler et étudier des populations naturelles de C. elegans et d’espèces proches, en particulier leur taux de croisement, structure de populations et écologie. Ils étudient leur coévolution avec des pathogènes naturels, en particulier des virus récemment découverts.

Faits marquants
Un axe majeur de l’équipe concerne l’étude évolutive d’un système modèle clé en génétique du développement, la formation de la vulve de C. elegans.
La robustesse des destinées des précurseurs de la vulve a été mesurée dans différents environnements et fonds génétiques sauvages de C. elegans et C. briggsae. Les fréquences relatives des différents variants indiquent une sensibilité différentielle des mécanismes de développement qui les sous-tendent. Par exemple, le trait de développement le plus variable est hautement sensible au dosage génique de deux signaux Wnts diffusant à longue distance.
Grâce à des lignées d’accumulation de mutation établies à partir de différents fonds génétiques sauvages, ils ont mesuré la capacité à évoluer (=variance mutationnelle, évolvabilité) relative de différents caractères vulvaires. Ils ont comparé cette évolvabilité en l’absence de sélection à la variation naturelle, déduisant ainsi l’effet de la sélection. Un fait marquant a été la démonstration du rôle évolutif du biais produit par l’évolvabilité relative de différents caractères vulvaires. L’évolvabilité évolue elle-même, et ceci peut expliquer la variation de tendances évolutives à l’échelle de différents genres et espèces. Ces résultats ont des implications fortes concernant les rôles respectifs du biais mutationnel et de la sélection naturelle dans l’évolution phénotypique.
Alors que le motif final de destinées des cellules de la vulve est assez robuste et invariant, les mécanismes développementaux qui y conduisent varient quantitativement en fonction du fonds génétique et de l’environnement. Une telle évolution cryptique des mécanismes de développement a été mise en évidence à des échelles micro- et macro-évolutives. Ils ont développé un modèle informatique quantitatif du réseau moléculaire de signalisation et localisé différentes espèces de Caenorhabditis dans l’espace de paramètres du système.

Le second axe de recherche de l’équipe concerne des études de populations naturelles de Caenorhabditis. Ils ont pu isoler des Caenorhabditis, étudier leur habitat, découvrir de nouvelles espèces de Caenorhabditis et déterminer la structure génétique des populations (structure spatiale, taux de croisement). Des pathogènes naturels de C. elegans, qui sont pertinents pour étudier les systèmes de défense immunitaire et leur évolution rapide, ont été isolés - en particulier des microsporidies, des bactéries, des champignons et les premiers virus de C. elegans et C. briggsae.

Research Topics
  • Biologie évolutive des systèmes : Evolution quantitative d’un réseau de signalisation intercellulaire, modulation expérimentale et modélisation
  • Génétique quantitative : Caractérisation et identification moléculaire de la variation génétique intra-spécifique dans un réseau développemental
  • Populations naturelles de Caenorhabditis : Habitat, nouvelles espèces, structure des populations et modes de reproduction
  • Evolution hôte-parasite : Microbes associés à des espèces de Caenorhabditis, co-évolution des nématodes et de leurs parasites (virus), évolution des mécanismes de RNAi.

Collection de nématodes de l’équipe : http://www.justbio.com/worms/index.php

Sélection de publications récentes

Félix, M.-A. and Barkoulas, M. (2015) Pervasive robustness in biological systems. Nature Reviews Genetics 16, 483-496. Link

Frézal, L. and Félix, M.-A. (2015) The natural history of model organisms : C. elegans outside the Petri dish. eLife 4:e05849. Link

Barkoulas, M., van Zon, J.S., Milloz, J., van Oudenaarden, A., Félix, M.-A. (2013). Robustness and epistasis in the C. elegans vulval signalling network revealed by pathway dosage modulation. Developmental Cell 24, 64-75. Link

Ashe, A., Bélicard, T., Le Pen, J., Sarkies, P., Frézal, L., Lehrbach, N.J., Félix, M.-A., Miska, E.A. (2013) A deletion polymorphism in the C. elegans RIG-I homolog disables viral RNA dicing and antiviral immunity. eLife 2:e00994. Link

Duveau, F. and Félix, M.-A. (2012) Role of pleiotropy in the evolution of a cryptic developmental variation in C. elegans. PLoS Biology 10, e1001230. Link

Hoyos, E., Kim, K., Milloz, J., Barkoulas, M., Pénigault, J.-B., Munro, E. and Félix, M.-A. (2011) Quantitative variation in autocrine signaling and pathway crosstalk in the Caenorhabditis vulva network. Current Biology 21, 527-538. Link

Félix, M.-A., Ashe, A., Piffaretti, P., Wu, G., Nuez, I., Bélicard, T., Jiang, Y., Zhao, G., Franz, C.J., Goldstein, L.D., Sanroman, M., Miska, E.A., Wang D. (2011) Natural and experimental infection of Caenorhabditis nematodes by novel viruses related to nodaviruses. PLoS Biology 9, e1000586. Link




Hybridation in situ de molécules uniques
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Espèces de Caenorhabditis dans le monde
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