Visualization, description and analysis of the genome variation of a natural population of Drosophila melanogaster

• Autores: Miquel Ràmia Jesús
• Directores de la Tesis: Antonio Barbadilla Prados (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2015
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Mario Cáceres Aguilar (presid.), Josefa González Pérez (secret.), Óscar Lao Grueso (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Genética
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Genética
      • Genética de poblaciones
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD  TESEO 
• Resumen

  • La descripció i explicació de la variació genètica dins i entre poblacions, l’objectiu de la genètica de poblacions des del seu origen, s’ha vist frenat durant dècades degut a la impossibilitat tècnica de mesurar directament la variació genètica de les poblacions. La present era genòmica, amb el creixement explosiu de genomes sequenciats alimentat per les tecnologies de seqüenciació de nova generació, han obert el camí a la present època daurada de l’estudi de la variació genètica a escala genòmica. La genètica de poblacions ja no és una ciència amb mancances empíriques, si no que és més que mai un camp de recerca on les eines bioinformàtiques per mineria de dades i gestió de grans volums de dades, models estadístics i evolutius, i noves tècniques moleculars de generació de seqüències, queden totes integrades en una empresa interdisciplinària. Com a conseqüència d’aquest avenç, una nova disciplina ‘òmica’ ha aparegut: La Genòmica de Poblacions. Però, què és la Genòmica de Poblacions? Segons Charlesworth (2010), simplement és “un nou terme per un camp d’estudi tant antic com la pròpia Genètica”. Es tracta de “l’antic camp” de la Genètica de Poblacions, quan l’estudi de la quantitat i les causes de la variabilitat natural a les poblacions és fa des d’una prespectiva genòmica. Aquesta tesis és tant un estudi de genòmica de poblacions com un projecte bioinformàtic centrat en la visualització, descripció i anàlisis de la variació del DNA a tot el genoma, a partir de dades d’una població natural de l’organisme model Drosophila melanogaster. Les dades utilitzades s’han obtingut a la iniciativa internacional Drosophila Genetic Reference Panel (DGRP) (Mackay et al. 2012). El DGRP ja seqüenciat els genomes complets de 158 (primera fase) i 205 (segona fase) línies consanguínies de D. melanogaster provinents d’una població natural a Raleigh (Estats Units). Un dels objectius principals del projecte va ser la creació d’un recurs de dades del polimorfisme genètic per a realitzar anàlisis de genòmica de poblacions. Les dades de seqüències del DGRP ens ha permès ralitzar un complet estudi de la variació a nivell genòmic a una població natural de D. melanogaster. Després de desenvolupar un complert accessible mapa públic del polimorfisme present en aquesta població, hem descrit els patrons de polimorfisme i divergència (tant de variants nucleotídiques com d’insercions i delecions, índels) al llarg dels braços cromosòmics. Observem un patró clar i consistent de diversitat genòmica al llarg dels autosomes tant per SNPs (varició d’un sol nucleótid) i índels: la diversitat es veu reduïda a les zones centromèriques en comparació a les no centromèriques, i també als telòmers. Aquest patró no s’observa al cromosoma X, on la diversitat és gairebé uniforme al llarg del cromosoma. Polimorfisme i recombinació es troben correlacionats al llarg dels braços cromosomis, però només en aquelles regions amb taxa de recombinació per sota 2cM Mb-1. La taxa de recombinació sembla ser la força principal responsable de donar forma als patrons de polimorfisme als cromosomes i el seu efecte sembla estar mediat pel seu impacte a la selecció lligada. Hem mapejat la petjada de la selecció natural a SNPs i índels a tot el genoma, observant una acció arreu de la selecció natural, tant per selecció adaptativa com purificadora. La selecció adaptativa actua preferentment a zones no centromèriques. La selecció natural actua diferent a insercions i delecions, sent les delecions seleccionades més intensament en contra per la selecció purificadora, fet que suporta la teoria de l’equilibri mutacional per a l’evolució de la mida del genoma.