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    À propos de la phylogénie moléculaire

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    Analyser les séquences biologiques pour reconstruire l'histoire de l'évolution des gènes et des protéines, et à travers elle, celle des espèces, tel est le but de la phylogénie moléculaire. C'est l'un des domaines les plus actifs de la bioinformatique. Dans cet épisode du podcast audio, Olivier Gascuel dresse un panorama large de cette discipline.

    Ecoutez l'interview d'Olivier Gascuel

    Olivier Gascuel

    Depuis quelques années, les techniques et les procédés expérimentaux avancés comme le séquençage, les puces à ADN, et la spectrométrie de masse, ont produit un nombre considérable de données dans tous les domaines de la biologie. Les techniques expérimentales actuelles – dont, au premier rang, le séquençage – sont telles que l’acquisition de ces données massives est souvent moins coûteuse que celle de données ciblées.

    Les données, acquises systématiquement à grande échelle, le sont souvent sans question biologique précise. Et comme nous l’explique Olivier Gascuel, il n’est pas simple de faire face à ce déluge de données hétérogènes, appelées données « omiques » (génomiques, transcriptomiques, protéomiques, interactomiques, etc.).

    Les applications de la phylogénie moléculaire sont de plus en plus nombreuses, ce qui explique l’intérêt croissant que lui accordent les scientifiques. Et bien que la recherche des relations évolutives et fonctionnelles (ou d’orthologie) entre les gènes arrive en tête de ses applications, ils ont bien d’autres raisons de s’y intéresser !

    On dit de deux gènes qu’ils sont homologues s’ils descendent d’un même gène ancestral. Dans ce cas, leurs séquences sont généralement proches et c’est ainsi qu’on les identifie. Lorsque l’on découvre un nouveau gène, la toute première opération est de rechercher dans les banques tous les gènes qui lui sont homologues. Si, par chance, l’un d’eux a déjà été étudié, on pourra inférer (plus ou moins, on va le voir) que ces propriétés sont communes à l’ensemble de ses homologues.

    La difficulté cependant, c’est que la fonction des gènes peut évoluer. Notamment, lorsqu’un gène est dupliqué au sein d’un même organisme, il est fréquent qu’une des deux copies acquière une nouvelle fonction, tout simplement parce que la première fonction est déjà assurée par l’autre copie. On dit de ces deux gènes qu’ils sont paralogues.

    À l’inverse, deux gènes sont orthologues si l’histoire évolutive qui les sépare ne comporte aucun événement de duplication. Il est alors très vraisemblable qu’ils aient la même fonction. Pour déterminer l’histoire d’une famille de gènes homologues et identifier les événements de duplication, on fait appel à la phylogénie moléculaire, qui va donc permettre de déterminer les relations de proximité fiables (les orthologies) entre gènes, et par là même, de transférer les propriétés connues d’un gène sur l’ensemble de ses orthologues.

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    Olivier Gascuel

    Directeur de recherche, responsable de l'équipe MAB au LIRMM.
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    Joanna Jongwane

    Rédactrice en chef d'Interstices, Direction de la communication d'Inria
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