The EDA pathway and the evolution of teeth in rodents

Informations

Funding country

France

Acronym

quenottes

URL

-

Start date

11/6/2006

End date

-

Budget

400,000 EUR

Fundings

Abstract

1- Contexte scientifique et objectifs du projet Le but ultime de notre projet est de comprendre comment la sélection naturelle agit sur les génomes pour permettre des innovations morphologiques au cours de l'évolution. Au cours de ces dernières années, un nombre croissant de travaux s'est attaché à mettre en évidence des gènes impliqués dans des adaptations des organismes à leur milieu. AInsi, il a par exemple été montré que le gène bmp4 est associé aux variations de forme du bec chez les pinsons de Darwin, qui constituent un exemple historique d'adaptation. De même chez les téléostéens, le gène eda qui code pour l'ectodysplasine, un facteur de croissance de la famille du TNFa, est impliqué dans les variations adaptatives de l'armure pelvienne chez différentes espèces d'épinoches. Si, dans la plupart de ces études, les auteurs parviennent effectivement à déterminer l'implication d'un gène donné dans une adaptation, notamment à travers des variations de son patron d'expression, ils n'ont, pour l'instant, jamais identifié précisément au niveau du génome le ou les changements qui sont à la base d'une innovation donnée. Pour ce projet, nous avons fait le choix d'un modèle sur lequel pèsent de fortes contraintes évolutives: l'ontogenèse des dents chez les rongeurs. Ce modèle nous offre à la fois toute sa biodiversité actuelle (40% des espèces de mammifères sont des rongeurs), un registre paléontologique très bien documenté (les dents se préservant mieux que n'importe quel autre organe), et la possibilité d'expérimentations génétiques (chez la souris de laboratoire). Nous espérons donc réconcilier les approches de génétique du développement, d'évolution moléculaire, de paléontologie et de morphométrie comparées pour comprendre les chemins évolutifs empruntés et les relier à des modifications génomiques. 2- Description du projet, méthodologie Pour initier cette nouvelle thématique, nous avons choisi de nous concentrer sur les gènes de la voie EDA, une voie de transduction du signal étudiée chez la souris, et dont les phénotypes perte et gain de fonction au niveau de la denture rappellent ce que l'on trouve naturellement dans d'autres espèces de rongeurs. Nous faisons l'hypothèse que des modifications génétiques de la voie EDA ont pu êtres responsables de l'acquisition des spécificités dentaires de certains rongeurs. Nous proposons donc une démarche combinant approche développementale et génomique pour mettre en évidence le rôle de la voie EDA (ou plus précisément le rôle de changements spatio et/ou temporels dans l'expression des gènes de la voie EDA) dans l'évolution des patrons dentaires chez les rongeurs. Notre travail s'organisera en quatre parties distinctes: (i) Par une approche de transgenèse chez la souris nous rechercherons les régions du gène edar (enhancers) qui contrôlent l'expression de ce gène dans les dents. Parallèlement, en tirant parti des séquences des génomes complets de mammifères, nous rechercherons dans les principaux gènes de la voie EDA les séquences non codantes qui ont des patrons de conservation variables chez les rongeurs. (iii) Ces deux approches complémentaires devraient nous livrer des régions candidates pour être impliquées dans les variations de la denture chez les rongeurs. Ces régions seront isolées et séquencées dans différentes espèces de rongeurs dont la denture rappelle explicitement des caractéristiques des mutants de la voie EDA. (iv) Nous tenterons alors d'établir des corrélations entre la divergence moléculaire calculée pour les séquences candidates et les caractéristiques dentaires des espèces considérées. (v) Enfin, les séquences candidates les plus pertinentes seront testées fonctionnellement en contexte hétérologue par transgenèse chez la souris de façon à vérifier expérimentalement si elles sont effectivement impliquées dans des variations de la denture. 3- Résultats attendus Ce projet, ambitieux mais doté d'une stratégie rigoureuse, correspond à une volonté très claire d'aborder .