Modélisation des interactions évolutives entre la complexité des architectures génétiques et l’hérédité épigénétique

Sujet de stage de Master 2, Janvier-Juin 2016.

Superviseur: Arnaud LE ROUZIC, Équipe IGGIPOP au laboratoire EGCE.

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Mots-clés: Modélisation, Génétique évolutive, Réseaux de gènes, Épigénétique

La biologie évolutive fait face à un défi majeur : intégrer les connaissances récentes sur l’architecture génétique des caractères phénotypiques dans le cadre de la théorie de l’évolution. L’objectif de ce stage est de faire progresser notre compréhension théorique de l’évolution biologique en prenant en compte deux phénomènes mal connus jusqu’à récemment : le lien entre la complexité des réseaux de gènes et la transmission d’informations épigénétiques entre générations. En effet, il est communément admis que la plupart des caractères phénotypiques résultent de l’interactions entre de nombreux gènes organisés en réseaux. Ces interactions entre gènes (épistasie) conditionnent nécessairement les propriétés évolutives des organismes, sans pour autant que l’on ne sache comment. Au laboratoire, nous avons développé des modèles simplifiés de réseaux de régulation, qui schématisent le fonctionnement des interactions entre de nombreux facteurs de transcription. Ces réseaux évoluent au cours des générations sous l’effet des mutations et de la sélection naturelle, mais l’état de ces réseaux de régulation (le niveau d’expression des facteurs de transcription) change également au cours de la vie de l’organisme. La transmission de l’état du réseau entre générations (effets maternels ou hérédité épigénétique) pourrait donc avoir un effet important sur la capacité des espèces à s’adapter à des changements environnementaux. Nous souhaitons donc comprendre dans quelles conditions une telle transmission pourrait être avantageuse, et quelles en seraient les conséquences sur l’architecture des réseaux de régulation.

Au cours de ce stage, l’étudiant(e) devra modifier un logiciel de simulation individu-centré disponible au laboratoire pour y introduire la possibilité d’hérédité épigénétique. Il/elle devra ensuite explorer les propriétés de ce modèle, et les comparer aux résultats théoriques existants sur l’évolution de l’hérédité épigénétique. Ce stage pourra éventuellement se poursuivre par une thèse.

Le/a candidat(e) devra être intéressé(e) par la génétique évolutive, et posséder des bases solides en génétique des populations et génétique quantitative. Une expérience de la programmation et de la bio-informatique sera appréciée. La maîtrise des outils qui seront mis en œuvre au cours du stage (environnement Unix, langages C++ et R), des statistiques, et des approches de modélisation mathématiques, seraient un plus.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Master 1 & 2