Société Française de Bioinformatique

Mots-Clés

Urbanisation, données omiques, bioinformatique, génétique des populations, rat brun.

Description

L’environnement affecte de manière significative les traits phénotypiques de toutes les espèces, c’est-à-dire leur cycle de vie, leur morphologie, leur comportement, leur physiologie et leur reproduction, mais l’architecture génomique sous-jacente à ces changements reste mal comprise. Les effets du milieu urbain en particulier sur les processus génétiques évolutifs neutres et adaptatifs sont encore méconnus. Cependant, l’environnement urbain peut imposer de nouvelles pressions sélectives, qui pourraient être à l’origine de différences génotypiques et phénotypiques entre les populations urbaines et rurales. À ce jour, seul un petit nombre d’études s’est intéressé à l’ensemble du génome pour rechercher les empreintes d’une sélection divergente entre les populations urbaines et non urbaines. En outre, ces études se sont concentrées sur une seule zone urbaine, alors qu’une réplication sur plusieurs zones urbaines est nécessaire pour que l’inférence génétique soit plus pertinente pour comprendre l’adaptation urbaine.
Dans ce projet, nous nous concentrerons sur le rat brun (Rattus norvegicus), une espèce synanthrope commune, distribuée dans le monde entier et vivant aux côtés de l’humain depuis plusieurs siècles. Pour étudier les conséquences de l’urbanisation, nous comparerons la variation génomique de populations naturelles habitant des quartiers qui diffèrent en termes de densité de population humaine, d’habitat (bâtiments anciens ou nouveaux) et de proportion d’espaces verts par rapport aux zones artificialisées, en répliquant les analyses dans deux villes : Strasbourg et Paris. Dans la première, nous étudierons les populations de rats dans des quartiers densément peuplés et en périphérie, dans une zone rurale (La Wantzenau). À Paris, nous comparerons Paris Centre avec le canal de l’Ourcq (près de Sevran, une zone plus rurale). En utilisant les données de séquençage du génome entier de ~100 individus (environ ~25 par site d’échantillonnage), nous effectuerons des analyses génomiques de la sélection et de la diversité, en comparant les résultats avec une population rurale chinoise, représentant la variation génétique ancestrale de l’espèce. Les régions génomiques candidates identifiées comme étant partagées entre Strasbourg et Paris (c’est-à-dire différenciant les zones urbaines des zones rurales dans les deux endroits) seront soumises à des analyses d’ontologie et d’enrichissement génique, afin de déterminer si des voies génomiques spécifiques sont impliquées dans l’adaptation urbaine. Enfin, nous étudierons le métabolome et l’exposome des rats habitant les quatre sites d’échantillonnage comme mesure supplémentaire des conséquences de l’urbanisation. L’ensemble des données omiques collectées (génétiques, métabolites et xénométabolites) fournira de nouvelles informations sur l’évolution de l’adaptation du rat brun à l’environnement urbain. Nos résultats seront interprétés à la lumière des caractéristiques écologiques des quartiers et des aspects socioculturels caractérisant les communautés humaines locales habitant les quatre sites, dans l’espoir de mettre en lumière les interactions complexes (et souvent cachées) entre l’humain et le rat.