L'évolution et la divergence sociale
La compréhension de la diversité génétique microbienne dans la nature et de la manière dont elle est en lien avec la divergence phénotypique, dont les traits sociaux, est extrêmement limitée. La question a été abordée dans le cadre du projet MICROSOCIOGENOMYX (Quantifying the roles that evolutionary forces play in shaping genomic and social divergence in natural populations of the cooperative bacterium Myxococcus xanthus). Le but était de quantifier comment l'évolution affecte la divergence génomique et sociale dans les populations naturelles du modèle coopératif myxobactérie, Myxococcus xanthus. Le chercheur a identifié et quantifié les forces qui façonnent la biogéographie du Myxococcus et la diversité sociale sur les échelles spatiales, allant des organes de fructification simples aux continents. Les chercheurs ont utilisé le séquençage de la nouvelle génération pour examiner l'évolution dans le modèle coopératif qui vit dans la terre et présente un comportement auto-organisateur en réponse aux indices environnementaux. Les travaux ont commencé par l'examen d'un ensemble d'éléments naturels isolés pour acquérir une meilleure compréhension de la génétique dans la diversité constatée dans le M. xanthus. Les schémas de substitution génétique ont été examinés parmi les éléments naturels isolés et l'écart génétique a été quantifié selon un taux de mutation 'référence standard'. Cela a été estimé selon la séquence génomique d'un grand ensemble de souches cultivées en laboratoire de M. xanthus. En combinant la puissance des tests d'accumulation des mutations et le séquençage de la nouvelle génération, le taux de mutation le plus précis à ce jour a été obtenu pour le M. xanthus. Des schémas phénotypiques précédemment publiés dans des isolats étroitement liés étaient liés à des données pour tout leur génome afin de déterminer le mécanisme moléculaire sous-tendant à la diversité sociale. Les mutations des candidats ont été testées directement via la construction de clones isogéniques en laboratoire. Les génomes de nombreux isolats naturels ont été séquencés et assemblés. Les données résultantes constituent une ressource incroyable et mènent à une meilleure compréhension de la base génétique de différents aspects des interactions sociales et de leur écologie et évolution. Elles incluent un essaimage communal, un développement multicellulaire, un contrôle des tromperies et des trompeurs dans des isolats myxobactériens naturels. Il a en outre été montré que pour la première fois, des outils moléculaires développés pour des souches de laboratoire de M. xanthus peuvent être utilisés pour manipuler les génomes des isolats naturels en général. Cela doit permettre l'étude des relations génotype-phénotype à grande échelle. Ces techniques sont maintenant appliquées à des groupes plus naturels pour identifier des objectifs généraux (et potentiellement parallèles) d'évolution moléculaire. MICROSOCIOGENOMYX améliorera la compréhension du microbiote dans la nature, permettant d'utiliser leur potentiel dans le cycle des nutriments, la remédiation du sol et la lutte contre les nuisibles.
Mots‑clés
Bactérie coopérative, Myxococcus xanthus, myxobactérie, biogéographie, diversité sociale, séquençage la nouvelle génération, substitution génétique, phénotype
