Durée : 6 mois.
Période : Flexible. Janvier – Juin 2027 de préférence.
Description :
Comprendre comment les barrières à la reproduction émergent entre les populations est une question fondamentale en biologie évolutive. L’essor de la génomique a révélé que, lors de leur divergence, les populations n’accumulent pas seulement des mutations classiques ; elles divergent également par leur contenu en éléments transposables (TEs). Il est aujourd’hui bien établi que ces séquences répétées peuvent jouer un rôle important dans les processus évolutifs (Serrato-Capuchina et Matute, 2018 ; Schrader et Schmitz, 2019). Dans ce contexte, les modèles de génétique des populations peuvent nous aider à quantifier dans quelle mesure l’évolution divergente des TEs contribue à la spéciation (Ginzburg et al., 1984).
Lors de la divergence en allopatrie, différentes populations fixent des insertions de TEs à des sites distincts. Bien que le nombre total de TEs puisse être similaire entre les lignées, les hybrides de première génération (F1) issus d’un contact secondaire présentent une hétérozygotie d’insertion importante. Lors de la méiose de ces individus F1, cette forte hétérozygotie favorise la recombinaison ectopique (Langley et al., 1988). De plus, dans les générations recombinantes qui suivent (F2, rétrocroisements), le brassage génétique entraîne une augmentation de la variance du nombre de TEs. Cela est supposé générer un fardeau génétique particulièrement sévère chez les individus héritant d’un grand nombre d’insertions. Bien que ces mécanismes soient intuitivement pressentis comme des moteurs de spéciation, il manque aujourd’hui un cadre théorique pour évaluer leur efficacité réelle en tant que barrière postzygotique au flux de gènes.
L’objectif de ce stage est de combler ce manque de connaissances en étudiant, par une approche de modélisation, comment la divergence des insertions de TEs contribue à l’isolement reproductif. Il s’agira dans un premier temps de formaliser le coût de la recombinaison ectopique en fonction de l’hétérozygotie d’insertion et de la variance du fardeau global. Ensuite, selon le profil et les affinités de l’étudiant·e, les conséquences de ce coût lors d’un contact secondaire entre deux populations pourront être étudiées par des dérivations analytiques de modèles mathématiques et/ou par des simulations stochastiques individu-centrées (par exemple avec SLiM) couplées à des analyses du déséquilibre de liaison (Roze, 2023).
Références bibliographiques:
Ginzburg, L. R., Bingham, P. M., et Yoo, S. (1984). On the theory of speciation induced by transposable elements. Genetics, 107(2), 331–341.
Langley, C. H., Montgomery, E., Hudson, R., Kaplan, N., et Charlesworth, B. (1988). On the role of unequal exchange in the containment of transposable element copy number. Genetical Research, 52(3), 223–235.
Roze, D. (2023). Causes and consequences of linkage disequilibrium among transposable elements within eukaryotic genomes. Genetics, 224(2), iyad058.
Schrader, L. et Schmitz, J. (2019). The impact of transposable elements in adaptive evolution. Molecular Ecology, 28(6), 1537–1549.
Serrato-Capuchina, A. et Matute, D. R. (2018). The role of transposable elements in speciation. Genes, 9(10), 514.
Travaux et responsabilités :
• Développer des modèles de génétique des populations afin de répondre à la question posée : dans quelle mesure l’évolution divergente des TEs génère-t-elle une barrière au flux de gènes ?
• Formaliser mathématiquement le coût de la recombinaison ectopique en fonction de l’hétérozygotie d’insertion et de la variance du nombre de TEs.
• Implémenter et analyser les modèles selon le profil et les affinités de l’étudiant·e : par des dérivations analytiques de modèles mathématiques et/ou par des simulations stochastiques individu-centrées (le simulateur SLiM pourra être utilisé, ou tout langage informatique adapté comme R, Python ou C++).
• Analyser l’impact de cette dynamique sur l’isolement reproductif (par exemple : analyse de sensibilité, mesure de la réduction du flux de gènes effectif, ou analyses de la structuration du génome et du déséquilibre de liaison).
• Écrire un rapport scientifique sur les résultats obtenus.
• Participer aux séminaires internes de l’UMR et de l’équipe d’accueil, et présenter les résultats clés obtenus lors du stage.
Compétences attendues :
• Connaissances en génétique des populations, et en modélisation mathématique
• Expérience dans le développement de scripts informatiques, ou dans l’analyse de modèles mathématiques.
• Communication orale et écrite
Équipe d’accueil :
Centre de recherche sur la biodiversité et l’environnement (CRBE), UMR 5300
Université de Toulouse
Adresse : Bâtiment 4R1, 31062 cedex 9, 118 Route de Narbonne, 31077 Toulouse
Site web : https://crbe.cnrs.fr/
Encadrement :
Dr. Thomas AUBIER, Chargé de Recherche CNRS, Université de Toulouse
Site web : http://www.normalesup.org/~taubier/
Email : thomas.aubier@utoulouse.fr
Candidature :
Envoyez CV et lettre de motivation par mail à Thomas Aubier (thomas.aubier@utoulouse.fr). La date limite de candidature est fixée au 27 septembre 2026.
Un entretien sera organisé ensuite avec certain·e·s candidat·e·s. Au cours de cet entretien, le/la candidat·e présentera ses motivations et ses compétences concernant le projet de recherche.
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