UE Génétique et génomique évolutive

Responable : Julien Varaldi et Nicolas Lartillot

6 crédits ECTS

22h de CM, 20h de TP, 2 conférences invités

Enseignant.e.s 

Résumé

L’UE présente les outils et concepts essentiels à la compréhension de la dynamique de la diversité génétique au sein (polymorphisme) et entre les espèces (divergence). L’accent sera mis sur les interactions entre les différentes forces évolutives (sélection, dérive génétique, mutations, migrations) responsables de la modification de la composition génétique des populations et des espèces. Nous présenterons les outils permettant d’analyser la structure des populations au sein des espèces. Des outils reposant sur la reconstitution de la généalogie des gènes seront également présentés, afin notamment d’inférer l’histoire démographique des populations. Enfin, les méthodes permettant d’identifier les régions fonctionnelles des génomes reposant soit sur des données de polymorphisme (intra-specifique) soit sur des données de divergence (inter-spécifique) seront présentées. Le rôle prépondérant joué par la recombinaison dans la dynamique évolutive des génomes sera également souligné. Les enseignements théoriques seront complétés par 5 TP qui amèneront les étudiants à manipuler des jeux de données modernes issus notamment de projets de séquençages de génomes complets. Des conférences « invité.e.s » permettront aux étudiants de replacer les concepts et techniques vues en cours dans le contexte des recherches actuelles. Enfin, une analyse d’articles avec présentation orale permettra d’approfondir et de compléter le cours en abordant des questions récentes en évolution moléculaire et génomique des populations.

Thèmes couverts

Génétique/Génomique des populations :

• Modèle de Wright-Fisher
• Notion de taille efficace notamment en fonction de la localisation génomique
• Structuration des populations (ACP, clustering, indices de différentiation)
• Recherche de signaux de sélection au sein des gènomes (basé sur analyse de la différentiation entre populations / basé sur le désequilibre de liaison) 1TP associé
• Les conflits génétiques comme moteurs de la dynamique évolutive
• introduction à la théorie du coalescent
• inférence de l’histoire démographique à partir de données de polymorphisme (méthodes ABC) 1TP associé

Evolution moléculaire :

1. Modélisation des processus évolutifs : de la génétique des populations à la divergence inter-spécifique; équilibre mutation/dérive/sélection; modèles d'évolution des séquences.
2. Rôle de la recombinaison dans l'évolution des génomes ; biais de conversion génique; PRDM9

• Détection de signal de sélection à l’aide de données de divergence (ex : dN/dS) 1TP associé
• Analyse de l’usage du code
• Transcriptomique et évolution de l'épissage alternatif 1TP associé
• Interaction recombinaison/sélection
• Contribution des éléments transposable à l’évolution des génomes 1TP associé

Prérequis

Cette UE s'inscrit dans la continuité de la partie Génétique des populations de l'UE Evolution proposée en L3. Il est recommandé d'avoir suivi cette UE ou une UE équivalente.

Objectifs disciplinaires

A l'issue de l'UE, l'étudiant devra être capable de :

• comprendre dans les grandes lignes la littérature du domaine
• établir et réaliser, dans les grandes lignes, un protocole d’analyse du polymorphisme (des lectures brutes aux analyses de polymorphisme) afin d’étudier la structuration des populations
• détecter des signaux de sélection dans des données de polymorphisme
• contraster et tester différents scenario décrivant l’histoire démographique de populations

Modalités de contrôle des connaissances

• Contrôle Continu (20%) : Oral de présentation d’article
• Contrôle Terminal (80%) : examen écrit

Bibliographie

An Introduction to Population Genetics : theory and applications, Rasmus Nielsen & Montgomery Slatkin Oxford University Press 2013