Although introns were first discovered almost 30 years ago, their evolutionary origin and function remains elusive. In this thesis, I describe a referenced-based intron mapping method based on multi-species whole-genome alignments. We applied this method in two distinct studies. First we studied intron loss and gain dynamics in mammals and subsequently in Drosophila. We mapped known human introns onto the mouse, rat and dog genomes, mouse introns onto the human genome and Drosophila melanogaster introns onto 10 other fully sequenced Drosophila genomes. This genome-wide approach allowed us to assess the presence or absence of over 150,000 known human introns across four mammalian species and more than 35,000 D. melanogaster introns across 11 fruit fly species. We inferred 122 intron loss events in mammals and no intron gain events. In flies, we were able to identify 1754 intron loss events and 213 gain events. In both studies we found that lost introns tend to be extremely short and show higher than average similarity between their 5' splice-site sequence and the 3' partner splice-site sequence. We also demonstrate that losses in mammals occur preferentially in highly expressed house-keeping genes, while in Drosophila we show that lost and gained introns are flanked by longer than average exons, display quite distinct phase distributions and losses demonstrate significant clustering within genes. Across flies, it appears introns that have been lost evolve faster than other introns while they occur in slowly evolving genes. Our results in both studies strongly support the cDNA recombination mechanism of intron loss. The results in flies also suggest that selective pressures affect site-specific loss rates and show that intron gain has occurred within the Drosophila lineage, solidifying the “introns-middle” hypothesis and providing some hints about the gain mechanism and origin of introns. / Malgré le fait que les introns furent découverts il y a près de 30 ans, leur origine et leur fonction nous échappent encore. Au cours de cette thèse, je décrirais une méthode qui permet de projeter des introns d'une espèce de référence sur d'autres génomes, basée sur des alignements de génomes complets à plusieurs espèces. Nous avons appliqué cette méthode dans le cadre de deux études distinctes. Premièrement, nous avons étudié les pertes et les gains d'introns chez les mammifères et ensuite chez les Drosophiles. Nous avons projeté les introns humains sur le génome de la souris, du rat et du chien, les introns de la souris sur le génome humain et les introns de la Drosophile melanogaster sur les génomes de 10 autres espèces de Drosophiles complètement séquencées. Cette approche d'ordre génomique nous a permis de comparer la présence ou l'absence de plus de 150,000 introns humains dans quatre espèces de mammifères et plus de 35,000 introns de D. melanogaster dans 11 espèces de drosophiles. Nous avons détecté 122 pertes d'introns chez les mammifères mais aucun gain d'intron. Chez les mouches à fruits, nous avons identifié 1754 pertes d'introns et 213 gains d'introns. Dans les deux études, nous démontrons que les introns perdus sont extrêmement courts et démontrent une similarité relativement élevée entre le site d'épissage au début de l'intron et le site d'épissage à la fin de l'intron. Nous démontrons chez les mammifères les pertes d'introns se produisent de préférence dans des gènes hautement exprimés et de fonctions cruciales à la cellule. Chez les drosophiles nous démontrons que les introns perdus ou gagnés sont délimités par des exons plus longs que la moyenne, ont une distribution de phase plutôt distincte et les pertes démontrent une tendance à se retrouver en groupe à l'intérieur des gènes. Chez les mouches à fruits, il semble que les introns perdus évoluent plus rapidement que la moyenne
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.18747 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Coulombe-Huntington, Jasmin |
| Contributors | Jacek Majewski (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Human Genetics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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