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Étiologie du biais de l'inactivation du chromosome X (ICX) dans les cellules sanguines des femmes vieillissantes : sélection hémizygote et acquisition de mutations somatiquesAyachi, Sami 04 1900 (has links)
Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) assurent une production constante des cellules
sanguines tout au long de la vie, mais sont vulnérables à l’acquisition de mutations pouvant
mener à une transformation maligne. Les mutations qui confèrent un avantage de croissance
entraîneront une prolifération clonale. L’étude de la clonalité est centrale à la compréhension
de ces phénomènes. Historiquement, l’analyse de la clonalité a été possible grâce au principe
de l’inactivation du chromosome X (ICX) chez les femmes qui entraîne la création de deux
populations cellulaires, celle avec le X-paternel actif et celle avec le X-maternel actif. Une
déviation (biais) de la proportion théorique de 1 :1 entre ces deux populations peut supposer
une dominance clonale.
Nous avons démontré un biais significatif de l’ICX chez les femmes avec l’âge. Ce
phénomène peut être expliqué par plusieurs causes dont la sélection hémizygote (un des deux
X possède des allèles plus forts que l’autre) et l’acquisition de mutations dans une CSH.
Nous posons l’hypothèse que ces deux phénomènes coexistent et peuvent être distingués par
une approche génomique.
Nous avons recruté une cohorte de 2996 femmes canadiennes-françaises âgées entre 37 et
101 ans composée de 2172 individus issus de 321 familles et de 824 individus non
apparentés. Deux tissus biologiques ont été recueillis : le sang périphérique (PMN,
monocytes, lymphocytes T, lymphocytes B) et des cellules buccales. Le ratio de l’ICX a été
déterminé par la méthode HUMARA, l’analyse de gènes associés à l’hématopoïèse clonale
(19 gènes) a été faite par la méthode de séquençage NGS, et la cohorte a été génotypée à
700 625 loci polymorphiques de l’ADN (SNP). Des analyses bioinformatiques ont été
- iv -
appliquées pour étudier la contribution génétique au biais de l’ICX. Nous démontrons que :
(i) le biais de l’ICX est plus prévalent dans les cellules sanguines par rapport aux cellules
épithéliales et maximal dans les cellules myéloïdes; (ii) le biais augmente avec l’âge
seulement dans les cellules sanguines et que cette influence est plus marquée pour les
neutrophiles; (iii) la concordance du biais est très importante pour les différents types
cellulaires sanguins, suggérant un mécanisme opérant au niveau de la CSH ; (iv) il y a une
composante héréditaire liée au biais de l’ICX; (v) la présence de mutations acquises (TET2,
DNMT3A, etc.) explique seulement une partie du biais ; (vi) à l’aide d’analyses par liaison
génétique la présence d’une région sur le chromosome X à Xq21 (LOD score 4.9) qui est
associée au biais des lymphocytes T et une autre sur le chromosome 1 à 1q21 (LOD score
6) qui est associée au biais des neutrophiles.
Nous avons départagé la contribution liée à l’acquisition de mutations somatiques et identifié
pour la première fois des régions liées à une prédisposition génétique. Nos travaux se
poursuivront d’une part par l’analyse de gènes candidats dans les régions identifiées, et
d’autre part nous tenterons d’identifier les cibles génétiques qui confèrent un potentiel de
transformation maligne en utilisant une approche basée sur l’analyse du méthylome, de
l’hydroxyméthylome et du transcriptome que nous venons de valider.
Notre étude démontre la complexité de l’adaptation de l’hématopoïèse au vieillissement et
ouvre des portes sur l’identification de facteurs prédisposant aux cancers hématologiques. / Hematopoietic stem cells (HSC) ensure a constant lifelong production of blood cells, but are
vulnerable to acquisition of mutations, which may lead to malignant transformation.
Mutations that confer a growth advantage will lead to clonal derivation of cells. The study
of clonality is central to the understanding of hematopoiesis adaptation to aging. Historically,
the first clonality assays were based on the principle of X-chromosome inactivation (XCI)
in women. Women are mosaics with half the cells with the paternal X active and the other
half with the maternal one. A skewing from the theoretical 1:1 ratio between these two
populations of cells could infer clonal derivation of cells.
More than 20 years ago, our team demonstrated, through analysis of (XCI) in women, that
skewing increases with age. This intriguing phenomenon can be explained by several
etiology including hemizygous selection (one of the 2 Xs has stronger alleles) or the
acquisition of mutations giving a growth advantage. The first etiology is genetically
predetermined and the second, acquired in somatic cells of bone marrow. We hypothesize
that these two phenomena coexist and can be distinguished with a genomic approach.
To test our hypothesis, we investigated skewing in a cohort of 2996 French-Canadian women
aged 37 to 101 comprised of 2172 related individuals from 321 families and 824 unrelated
individuals. We analyzed XCI ratios at the HUMARA locus in epithelial cells, neutrophils,
T-cells, monocytes, B-lymphocytes. We genotyped the cohort for clonal hematopoiesis and
looked for germline heritable components by genome wide association studies and linkage
analyses. We document that skewing was more prevalent in blood cells than in epithelial
cells, and maximal in myeloid cells. Skewing increases with age only in blood cells. Intra-
vi -
individual correlation of skewing blood cell types was strongly correlated, suggesting
selection influences operating at the HSC. Sibship analyses demonstrated heritability which
was strongest when parental origin of skewing was taken into account. Clonal hematopoiesis
accounted only for a small proportion of the skewing trait but its importance increased in the
very old. Linkage analysis identified a region at Xq21 for skewing occurring in T-cells (LOD
score 4.9) suggesting a hemizygous cell selection influence. We also identified a region at
1q21 for skewing in neutrophils (LOD score 6) suggesting a gene-gene interaction with Xlinked
genes.
We have demonstrated that age-associated skewing is a complex trait caused in part by
acquired mutations and genetic predisposition variants. We will pursue our investigation
using a candidate gene approach in the two identified regions and will try to identify genetic
targets of oncogenic potential by a method based on analysis of the methylome,
hydroxymethylome and transcriptome that was have validated in this cohort.
This thesis demonstrates the complexity of the adaptation mechanisms of hematopoiesis to
aging and set the stage to identification of factors predisposing to hematological cancers.
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Ovlivnění genetické diverzity rákosových porostů strukturou říčních systémů / Impact of river system structure on the genetic diversity of reed populationsFuxová, Gabriela January 2011 (has links)
Many plant species are closely related to river biotopes or to biotopes influenced by rivers. River systems create important linear corridors in ecosystems and directly or non-directly influence spatial spread of species in these environments. This offer many questions about species spread in this system. We can answer these questions by using molecular methods. Using 10 microsatellite (SSRs) primers, 202 individuals of Phragmites australis from 60 populations were analysed. Those analyses allowed reveal kinship of individuals, obtain information about spatial spread of populations and about spreading of common reed. Phragmites australis creates both - monoclonal and polyclonal - populations. Dependence of rate of clonality on environment was revealed. Populations from river banks are more monoclonal, populations from pond shores are more polyclonal. Populations are isolated. The highest percentage of variability was explained on among-population level. This is common for anemochoric species. Communication between populations is present, more on shorter distances. Evidence for vegetative spread was found on short distance. Generative spread is much more common. Long-distance spreading is mediated by generative diaspores - seeds. This spreading includes within-river spread, among-river spread and spreading...
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Hybridation et dynamique des populations chez les renouées du Japon: Espèces non-indigènes invasives du genre Fallopia Adans. (Polygonaceae) en Belgique / Hybridization and dynamics of populations of the Japanese knotweeds: Alien invasive species of the genus Fallopia (Polygonaceae) in BelgiumTiébré, Marie-Solange 24 October 2007 (has links)
The Japanese knotweeds are invasive alien clonal species originating in Asia (Japan, Korea, Taiwan and Nord of China). They were introduced in Europe at the beginning of the 19th century. They are now some of the most troublesome invasive alien species in Europe and in the United States. In Belgium, a complex of four taxa and a hybrid represents them. All these taxa take part in the pattern of invasion and represent an excellent opportunity for studies of population biology in Western continental Europe. The presence from at least three taxa and a hybrid is confirmed by cytological, genetic and morphological studies. Vegetative reproduction is recognized as the main mode of reproduction and expansion of these taxa in the introduce range. However, interspecific hybridization events are observed confirming the restoration of the sexual reproduction by hybridization within this complex species in Belgium. Hybrid F. x bohemica with various ploidy levels from tetraploid to octoploid is observed. An increase in genotypic and morphological diversity is shown at the hybrid F. x bohemica which missed with the parental species. This could increase the potential of Japanese knotweeds to adapt to the new environment and contribute to the invasive success of these taxa in Belgium. Assignment test indicates a genetic pool differentiated at the hybrid F. x bohemica and not a mixture of the genetic pool of the parental species as expected for hybrid taxa. Hybrid F. x bohemica has always been considered as rare in Belgium and of horticultural origin. An analysis of the spatial distribution shows that hybrid F. x bohemica is widespread in Belgium and that its abundance depends on the areas. An analysis of extent of differentiation between groups of hybrid geographically distant could not provide proof of an independent evolution of hybrid populations under limited gene flow. An analysis of the sexual reproduction capacity and dispersal of seeds shows important production of viable seeds and consequent seed rain. Hybrid seeds may be dispersed beyond 16m, leading the possibility of founding new individuals and to contribute to the invasive success of these taxa. However, a trend towards decreasing germination rate is shown after a cold period. An analysis of the distribution at the landscape scale shows that the dynamics of colonization of habitats patches by Japanese knotweeds rising mainly from clonal propagation in spite of important pressure of propagule. The knotweeds prefer human disturbed habitats with a clear prevalence of communication routes. This leads the possibility of dispersing towards the adjacent habitats patches. A high dynamics of establishment of propagule was not observed at the hybrid plants compared with the parents plants in spite of the increase in genotypic diversity and the consequent pressure of propagule. Lastly, proposals for the integrated management of these taxa are proposed in the Belgium context. Their management will have first to identify hybrids and taxa involved. Emasculation and management of the existing clones represent solutions to prevent flowering and expansion of these taxa. An active management of disturbed habitats may represent alternative to prevent the invasion by Japanese knotweeds / Les renouées du Japon sont des espèces clonales non-indigènes originaires dAsie (Japon, Corée, Taiwan et Nord de la Chine). Elles ont été introduites en Europe au début du 19è siècle. Elles font désormais partie des espèces non-indigènes les plus invasives en Europe et aux Etats Unis. En Belgique, elles sont représentées par un complexe de quatre taxons et un hybride. Tous ces taxons participent à la dynamique dinvasion et représentent un modèle dintérêt pour les études de biologie des populations en Europe continentale occidentale. La présence dau moins trois taxons et un hybride est confirmée par des études cytologiques, génétiques et morphologiques. La reproduction végétative est reconnue comme le principal mode de reproduction et dexpansion de ces taxons dans la zone dintroduction. Toutefois, des phénomènes dhybridation interspécifique sont observés confirmant la restauration de la reproduction sexuée par hybridation au sein de ce complexe despèces en Belgique. Lhybride F. x bohemica avec différents niveaux de ploïdie, du tétraploïde à loctoploïde, est observé. Un accroissement de la diversité génotypique et morphologique qui manquait aux espèces parents est démontré chez lhybride F. x bohemica. Ceci pourrait augmenter le potentiel des renouées du Japon à sadapter au nouvel environnement et contribuer au succès invasif de ces taxons en Belgique. Un test dassignation indique un pool génétique différencié chez lhybride F. x bohemica et non un mélange du pool génétique des espèces parentales comme attendu dans le cadre de taxons hybrides. Lhybride F. x bohemica a toujours été considéré comme rare en Belgique et dorigine horticole. Une analyse de la répartition spatiale montre que lhybride F. x bohemica est très répandu en Belgique et que son abondance dépend des régions. Une analyse de létendue de la différenciation entre groupes dindividus hybrides géographiquement distants na pas pu fournir de preuve dune évolution indépendante des populations hybrides sous un flux de gènes limité. Une analyse de la capacité de reproduction sexuée et de dispersion des graines démontre une production importante de graines viables et une pluie de graines conséquente. Les graines hybrides sont capables de se disperser à plus de 16m, laissant la possibilité de fonder de nouveaux individus et de contribuer au succès invasif de ces taxons. Cependant, une tendance à la diminution du potentiel de germination est observée après une période de froid chez ces taxons. Une analyse de la distribution à léchelle du paysage a permis dinterpréter la dynamique de colonisation des taches dhabitats par les renouées du Japon comme relevant principalement de la propagation clonale malgré une pression de propagule importante. Les renouées du Japon préfèrent les habitats perturbés par lhomme avec une nette prédominance des réseaux linéaires de communications. Ceci laisse ensuite la possibilité de se disperser vers les taches dhabitats adjacents. Une dynamique détablissement de propagules plus importante na pas été observée chez les plants hybrides comparées aux plants parents malgré laccroissement de diversité génotypique et la pression de propagules considérable. Enfin, des pistes pour la gestion intégrée des renouées du Japon en Belgique sont proposées. Cette gestion devra en priorité identifier les hybrides et les taxons en présence. Des mesures démasculation et de gestion des clones existants pourraient constituer une solution pour empêcher la floraison et lexpansion de ces taxons. Une gestion active des habitats perturbés pourrait représenter une alternative pour prévenir linvasion par les renouées du Japon
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