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The domestication, evolution, and adaptive role of horizontal gene transfer in eukaryotes.

Description du projet

Le transfert horizontal de gènes et l’évolution

L’acquisition de nouveaux gènes est un élément fondamental du processus d’évolution chez les eucaryotes, car elle dote les cellules de nouvelles fonctions qui leur permettent de s’adapter à leur environnement. Le transfert horizontal de gènes (HGT), c’est-à-dire le mouvement de matériel génétique entre espèces (en particulier à partir de bactéries ou de virus), est connu pour faciliter l’acquisition de nouvelles fonctions dans les génomes eucaryotes. Pourtant, les nouveaux gènes sont souvent perdus par les lignées, à moins qu’ils ne parviennent à franchir les barrières de l’évolution. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet DeNovo-HGT utilisera Chlamydomonas reinhardtii comme organisme modèle pour étudier l’intégration et le devenir évolutif d’un gène bactérien en temps réel. En utilisant l’évolution expérimentale, l’étude clarifiera le rôle du HGT dans la stabilité et l’adaptation du génome.

Objectif

The emergence and acquisition of new genes play a crucial role in the evolution of eukaryotes, providing new functions that contribute to adapting to changing environments and conquering unexplored niches through cellular innovations. Horizontal gene transfer (HGT), defined as the acquisition of genetic material from different species, has been shown to play a key role in eukaryotic genome evolution. HGT, particularly from bacteria and viruses, provides unprecedented adaptive potential by introducing novel functions into eukaryotic cells. However, new genes are often quickly lost because important constraints and evolutionary barriers need to be overcome for successful integration into the host genome. Despite the importance of HGT for eukaryotic biology, how this process works is still unclear and the mechanisms that contribute to the domestication of foreign genes, especially at the early stages, are unexplored. This project aims to develop a new experimental model for investigating HGT in eukaryotes using the green alga Chlamydomonas reinhardtii. For this, a bacterial antibiotic resistance gene (aphVIII) will be randomly integrated into the C. reinhardtii genome and its real-time functionalisation and evolutionary trajectories will be tracked. Using experimental evolution, I will identify genomic features that have a major impact on the control and stability of new genes. Additionally, I will analyze how HGT contributes to adaptation and impacts evolutionary flexibility in different scenarios. Finally, I will survey green algal diversity to understand how HGT contributed to the evolution of chlorophytes. Hence, this interdisciplinary project, combining molecular biology, experimental evolution, and computational methods, will offer unprecedented insights into the mechanisms of HGT in eukaryotes and answer fundamental questions in evolutionary biology, many of which have important implications for genome engineering and biotechnology.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

GREGOR MENDEL INSTITUT FUR MOLEKULARE PFLANZENBIOLOGIE GMBH
Contribution nette de l'UE
€ 230 184,72
Adresse
DR BOHR GASSE 3
1030 Wien
Autriche
Région
Ostösterreich Wien Wien
Type d’activité
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Liens
Coût total
Aucune donnée