Origine, Structure et Evolution de la Biodiversité
UMR 7205 MNHN/CNRS
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Détection moléculaire de la sélection naturelle
L’information moléculaire permet de caractériser la signature de la sélection naturelle. Si le génome ne comportait que des mutations neutres et des mutations délétères éliminées par la sélection, le niveau de polymorphisme neutre, caractérisé par la diversité nucléotidique (..), serait uniformément distribuée le long du génome, au hasard près. Il n’en va pas ainsi, parce qu’une partie des mutations présentent un avantage sélectif (s). De telles mutations sont conservées par la sélection naturelle avec une probabilité k = 2s, et sont rapidement fixées. Dans ce cas, chaque mutation mène aussi à fixation le voisinage chromosomique où elle est apparue. Le polymorphisme neutre de cette zone est ainsi « balayé ». L’existence d’une zone dépourvue de polymorphisme s’appelle « balayage sélectif », et est utilisée pour détecter l’impact de la sélection naturelle sur l’évolution des espèces.
Exemple de balayage sélectif : baisse de variabilités en deux points d’un chromosome. La sélection en ces deux points distants de 100 kb cause le phénotype sex-ratio chez Drosophila simulans
Une collaboration entre les équipes Veuille et Montchamp-Moreau (Gif), a permis d’utiliser ce phénomène pour cartographier et charactériser la zone responsable du phénotype sex-ratio chez Drosophila simulans. Le traits sélectionné correspond à un cas de dérive méiotique, c’est-à-dire de compétition, au sein des gonades, entre les spermatozoïdes portant chacun un allèle différent. Il entraîne la perte de descendance masculine chez les mâles, le chromosome X éliminant les spermatogonies portant le chromosome Y. Cette étude a porté sur le polymorphisme de séquence de 12 gènes, dans un échantillon de vingt chromosomes originaires de Madagascar.
Elle a également permis de montrer que deux locus situés à environ 100 kb l’un de l’autre, étaient responsables du phénomène. C’est sans doute la première fois qu’un cas de sélection naturelle connu est causé par l’interaction entre deux locus adjacents. D’autres cas de balayage sélectif détectés par notre équipe sont actuellement en cours d’étude aux locus Su(H), Fbp2 et Vha-68A de Drosophila melanogaster (Veuille) ainsi que chez les bactéries (E. coli, Neisseria) par des approches de génomique comparative (Wirth). Un objectif sera d’étudier la signature de la sélection naturelle au locus P de Heliconius numata, cas précieux de sélection dont la cause adaptative est bien connue (protection mimétique) et qui semble être responsable du maintien d’un polymorphisme équilibré et structuré géographiquement en fonction de l’abondance ou de la rareté des mimes.
