Descripción del proyecto
Comprender la especiación impulsada por el cromosoma X en los primates
El impulso meiótico es la «expresión egoísta» de genes favorecidos durante la formación de gametos haploides monocromosómicos. Este impulso conduce a un cambio evolutivo no adaptativo, pero se ve contrarrestado por otros elementos genómicos durante la espermatogénesis que se rigen por fuerzas de selección. El equipo del proyecto Xspect, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pretende verificar la hipótesis según la cual este conflicto genético provoca la evolución rápida del cromosoma X en los primates, lo que crea barreras reproductivas y la divergencia en distintas especies. Para ello, rastreará la expresión de genomas específicos durante la espermatogénesis en primates mediante la secuenciación de ARN de célula única, la tinción de transcritos únicos y técnicas inmunohistoquímicas. En última instancia, se espera poder explicar los procesos de impulso meiótico y los genes implicados.
Objetivo
Primate X chromosomes evolve extraordinary fast and are also tightly associated with the establishment of reproductive barriers between emerging species.
The hypothesis of this proposal is that genetic conflicts between the X chromosome and the rest of the genome during spermatogenesis cause rapid X chromosome evolution and build reproductive barriers. Genetic conflicts for transmission to haploid gametes, called meiotic drive, will cause non-adaptive evolution, which is expected to be countered by other genomic elements that will then be under selection. Such an arms race is expected to lead to a very rapid evolution of the X chromosome and a fast accumulation of incompatibilities between isolated populations, leading to speciation.
The goal of the project is to identify the underlying mechanisms and the genes responsible for meiotic drive using primates as the study system. A priori candidate processes include X-linked genes under repeated fast evolution with a focus on genes targeted by pachytene piRNAs and on ampliconic genes. Population genomics analysis will generate specific hypotheses that will then be tested by following expression of candidate genes during spermatogenesis through scRNAseq, and validate findings by ultrasensitive, in situ, staining of single transcripts and immunohistochemistry. Finally, the behaviour of key genes and processes will then be investigated in incipient speciation events.
Specifically, 850 individuals of 250 species of primates with full genome data will be analysed for candidate genes on the X chromosome. These genes will be investigated in large scale comparative scRNA sequencing analyses of >10,000 individual testicular cells from 14 primate species, including all great ape species, thus allowing expression trajectories through spermatogenesis to be inferred and followed up in functional experiments.
The success criterion is to report on primate speciation genes together with their biological mode of action.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
8000 Aarhus C
Dinamarca