Dynamique des transposons dans les populations de Drosophila simulans

Les transposons, également connus sous le nom d'éléments transposables, jouent un rôle significatif dans la formation du paysages génétiques de divers organismes. Dans le cas de la mouche des fruits Drosophila melanogasterla distribution génomique et l'activité des transposons ont été méticuleusement documentées. Des études ont estimé que le taux d'insertion des transposons dans D. melanogaster flotte autour de X insertions par copie par génération. Cependant, ces insertions restent souvent à faibles fréquences au sein de la population en raison des pressions sélectives de la sélection naturelle ou parce qu'elles sont dans les premières étapes d'un événement de transposition.

Dispersion mondiale et dynamique des transposons

Drosophile mélanogaster, originaire d'Afrique, s'est répandu dans le monde entier en tandem avec les migrations humaines. Pourtant, à mesure que cette espèce s'aventure dans de nouveaux environnements, elle rencontre de nouvelles pressions de sélection. Par conséquent, ces rencontres peuvent réveiller des transposons dormants dans le génome, ce qui entraîne une activité de transposition accrue. En conséquence, Drosophila melanogaster Les populations en dehors de l'Afrique présentent généralement une prévalence plus élevée de transposons par rapport à leurs homologues africains.

Aperçus comparatifs de Drosophila simulans

Une espèce étroitement apparentée, Drosophila simulans, est également originaire des tropiques africains mais a subi une dispersion mondiale, bien que plus récemment au cours du dernier siècle. Des études ont révélé des disparités significatives dans le contenu des transposons parmi Drosophila simulans populations, soulevant la possibilité que les transposons dans cette espèce pourraient se réveiller et initier des éclats de transposition.

Approches méthodologiques

De nombreuses enquêtes comparant les transposons dans Drosophile mélanogaster et Drosophila simulans ont compté sur des fonds communs séquençage, ou pool-seq. Grâce à ces études, il a été établi que le contenu en transposons dans Drosophila melanogaster est inférieur dans les populations africaines par rapport à celles d'autres régions. De plus, il a été observé que les éléments P provenant de Drosophila melanogaster ont envahi le Génome de Drosophile.

Cet article présente un examen complet de la dynamique des transposons dans Drosophila melanogaster, tirant des enseignements comparatifs de Drosophila simulans populations.

Un aperçu du pipeline utilisé pour estimer le nombre de copies des éléments transposables chez Drosophila simulans, ainsi que pour estimer le spectre de fréquence des sites. (Signor et al., 2020)

Analyse comparative des populations de Drosophila d'Afrique et des Amériques

Cette enquête a impliqué la comparaison de cinq souches naturelles de Drosophila provenant d'Afrique, de seize souches de laboratoire de Drosophila, et de cent soixante-neuf souches de laboratoire de Drosophila originaires des Amériques.

Sur un total de 128 transposons, 85 ont présenté des variations dans le nombre de copies entre les populations africaines et américaines. La majorité de ceux-ci affichait un nombre de copies plus élevé au sein de la population américaine, avec seulement 17 transposons montrant une plus grande prévalence dans la population africaine. Les cinq transposons présentant les disparités les plus significatives entre ces deux populations ont été identifiés comme INE-1, Tc1, transib2, 1360 et Cr1a.

En accord avec les résultats de recherches antérieures, la présence de transposons pogo et Helitron n'a pas été détectée dans Drosophila simulansUne étude utilisant le séquençage groupé en 2015 a rapporté que les transposons les plus abondants chez Drosophila comprenaient INE-1, roo, Cr1a, Rt1c et hobo, tandis que G6 présentait la prévalence la plus faible. Il existe des ressemblances notables entre ces résultats et ceux présentés dans cette étude.

Cette étude a également impliqué une comparaison du spectre des loci des transposons dans les populations africaines et américaines de Drosophila simulansNotamment, la population américaine a été trouvée pour abriter un plus grand nombre de transposons à fréquence moyenne, conformément aux résultats obtenus à partir de l'analyse de Tajima's D. Quant à G6, flea, Bari1 et Juan, ces transposons ont montré un biais marqué vers des fréquences plus basses dans les deux populations, indiquant qu'ils pourraient être des transposons actuellement actifs. De plus, d'autres études ont suggéré que Juan est en train de transposer activement dans Drosophila melanogaster.

Le P-élément, selon des études, semble avoir migré depuis le Drosophila melanogaster génome dans le Drosophila melanogaster génome.

Comparaison des souches naturelles et des souches de laboratoire

En général, les souches de laboratoire subissent de la consanguinité, ce qui a généralement des effets minimes sur les nombres de copies de transposons. Dans le contexte de cette étude, aucune différence significative n'a été observée dans les nombres de copies de transposons entre les souches de laboratoire et les souches naturelles au sein de la population africaine.

Dmau\mariner a également montré des nombres de copies plus élevés dans la population africaine que dans les populations américaines, avec presque aucun polymorphisme observé. Cela suggère que ce transposon particulier connaît une diffusion rapide et généralisée au sein de Drosophila simulans, conforme aux résultats de recherches antérieures.

Il convient de noter que le nombre de copies de transposons G6 identifiées dans cette étude a dépassé les rapports précédents de la littérature. Néanmoins, étant donné que G6 était principalement présent à de faibles fréquences dans cette étude, cela suggère que le transposon est également en train de subir une diffusion extensive.

Comparaison avec Drosophila melanogaster

Dans Drosophila melanogasterLes transposons avec les nombres de copies les plus élevés sont INE-1, 1360, jockey, hobo, roo et le P-élément. En revanche, dans les deux populations de Drosophila étudiées, les transposons avec les nombres de copies les plus élevés sont G6, Cr1a et INE-1.

Remarquablement, dans les deux Drosophila melanogaster et Drosophila simulansLes populations africaines ont montré un nombre de copies inférieur par rapport aux populations d'autres régions. Par conséquent, la dispersion mondiale des deux espèces a été accompagnée d'une augmentation de l'activité transpositionnelle.

Les résultats de cette étude indiquent que les transposons suivants sont actifs dans Drosophila melanogaster: Dsim\ninja, Dmau\mariner, P-element, gypsy10, opus, blood, GATE, diver, Tabor, INE-1, diver2, Idefix, 1731, 412, 297, G6, flea, Bari1, Transpac, Tabor, accord, et Juan.

Référence:

1. Signor, Sarah. "Éléments transposables dans les génotypes individuels de Drosophila simulans." Écologie et Évolution 10.7 (2020) : 3402-3412.