Maud Fagny
La structure des réseaux de regulation des genes nous aide à comprendre comment les phénotypes complexes sont hérités et évoluent
De nombreux phénotypes humains sont polygéniques, déterminés par plusieurs gènes et éléments régulateurs : la taille à l’âge adulte, le métabolisme, l’immunité, la prédisposition génétique à de nombreuses maladies, y compris des cancers et des maladies auto-immunes, des troubles psychiatriques et des maladies neurodégénératives. Ces gènes sont souvent pléiotropes, déterminant simultanément différents phénotypes. Cela s’explique par le grand nombre d’interactions au niveau moléculaire dans chaque cellule, où des réseaux complexes régulent finement l’expression des gènes. Étant donné l’intrication des bases génétiques des différents phénotypes complexes, nous nous sommes demandé comment un phénotype complexe peut évoluer en réponse aux contraintes environnementales, sans altérer les autres phénotypes.
Nous avons réalisé une analyse systématique de la distribution de l’héritabilité de 11 phénotypes dans les réseaux liant mutations et expression des gènes dans 29 tissus. Nous montrons comment l’organisation des réseaux de régulation génique, très modulaire, présentant des sous-réseaux faiblement connectés entre eux, et qui changent selon les tissus et les types cellulaires, permettent d’amplifier l’effet d’un groupe de mutations sur un phénotype donné, tout en atténuant leurs effets délétères sur d’autres phénotypes. Cela explique comment des phénotypes complexes comme l’immunité, ont pu évoluer, et peuvent encore le faire en réponse aux contraintes environnementales.
L’ensemble de ces résultats nous permettent de développer un cadre conceptuel pour comprendre l’architecture et l’évolution des traits complexes et pourraient être utilisés pour améliorer les prédictions de risque de développer des maladies.
Lire l’article dans Molecular Biology and Evolution et HAL.
Contact : Maud Fagny (maud.fagny@inrae.fr)
