Recherche

Transmission des mitochondries

Il existe une seule exception au mode de transmission strictement maternel de l’ADN mitochondrial (ADNmt) chez les espèces animales. En effet, certains bivalves marins et d’eau douce ont un mode de transmission de l’ADNmt radicalement différent connu sous le nom de « Doubly Uniparental Inheritance » ou DUI. Les espèces possédant ce système atypique sont caractérisées par la présence de deux ADNmt distincts : un qui est transmis de façon maternelle (ADNmt F) aux femelles et aux mâles, et l’autre transmis de façon paternelle (ADNmt M) aux mâles seulement. Mes recherches visent à élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents à cette transmission mitochondriale atypique.

 

Mitogénomique comparative et nouveaux gènes mitochondriaux

Pourquoi certains groupes d’organismes possèdent des génomes mitochondriaux présentant une extraordinaire diversité de taille, structure, contenu et d’organisation génique alors que d’autres non? Mon équipe s’intéresse à mieux comprendre les facteurs écologiques et les processus évolutifs qui génèrent et maintiennent la diversité génétique mitochondriale. Aussi, depuis la publication de la première séquence complète de l’ADNmt humain en 1981, la molécule est décrite, chez la grande majorité des espèces animales, comme codant pour 13 protéines impliquées dans la production d’énergie par les mitochondries. Or, nos récents travaux ont montré que nous avons sous-estimé la capacité codante et fonctionnelle de l’ADN mitochondrial. Nous cherchons à mieux définir les fonctions de ces nouveaux gènes.
 

Interaction et co-adaptation mito-nucléaire

Les espèces de bivalves possédant le système atypique de double transmission uniparentale de l’ADN mitochondrial sont caractérisées par la présence de 2 ADNmt hautement divergents (20 à 40% de divergence) au sein d’un même individu mâle. Chez les humains, la simple substitution d’une paire de base de l’ADNmt (<0,0001% de divergence) peut aboutir à des situations pathologiques. Comment et pourquoi un système aussi radicalement différent, où deux génomes mitochondriaux divergents partagent un même environnement nucléaire, est maintenu chez les bivalves? Mes recherches visent à mieux comprendre les interactions et la co-adaptation entre les 3 génomes chez ce groupe de mollusques.
 

Mécanismes physiologiques d’adaptation des animaux aux contraintes environnementales

Les mitochondries et leurs génomes ont récemment été identifiés comme un facteur clé dans l’adaptation des organismes aux changements climatiques, et un modèle de choix pour l’étude de la spéciation. Mon équipe s’affaire à mieux comprendre le rôle des mitochondries dans la capacité d’adaptation des animaux à leur milieu. Nous utilisons une approche intégrative qui évalue, entre-autre, le potentiel adaptatif des divergences du génome mitochondrial sur les propriétés fonctionnelles des mitochondries.
 

Mécanismes de détermination du sexe

Notre équipe a découvert que le système atypique de double transmission uniparentale de l’ADNmt est fort probablement impliqué dans la détermination du sexe, faisant ainsi des bivalves les seules espèces connues avec un système de détermination du sexe qui impliquerait directement les mitochondries, mais cela reste encore à être entièrement démontré. Une partie de mes recherches consiste à démystifier les mécanismes sous-jacents à la DUI et la détermination du sexe.
 

Épigénétique mitochondriale

Les mécanismes épigénétiques (e.g. méthylation de l’ADN), qui modulent l’expression des gènes en réponse à des stimuli environnementaux, sont des éléments clés dans la régulation des interactions mito-nucléaires. Par exemple, des variants de l’ADNmt vont influencer l’expression des gènes nucléaires et leur niveau de méthylation. De plus, tout comme l’ADN nucléaire, l’ADNmt est également soumis à des modifications épigénétiques. Nous étudions ces modifications épigénétiques mitochondriales et nucléaires chez les animaux.