Descripción del proyecto
Averiguar si más es mejor cuando se trata de copias del genoma entero
Nuestras células se multiplican y dividen continuamente. Las células somáticas (no sexuales) se dividen por mitosis. Los cromosomas se duplican, la célula se divide y se pasa una copia del genoma a cada una de las dos células hijas. Esto mantiene el número de cromosomas (número diploide). La poliploidía, también denominada duplicación del genoma entero (WGD, por sus siglas en inglés), no está asociada a la división celular. Está generalizada entre las eucariotas y se la considera una gran fuerza de la evolución y la diversificación de las especies. Sin embargo, ha sido difícil encontrar un vínculo claro entre la WGD y la mayor complejidad de los organismos, y no es seguro si la WGD es beneficiosa o perjudicial en general. El proyecto DOUBLE ADAPT, financiado con fondos europeos, está estudiando si la WGD potencia la adaptación en una variedad de especies de plantas naturalmente poliploides. Los estudios genómicos en poblaciones naturales y manipuladas podrían arrojar luz sobre mecanismos de adaptación relevantes para la supervivencia frente al cambio climático.
Objetivo
Whole genome duplication (WGD, polyploidization) is arguably the most massive genome-wide mutation whose ubiquity across eukaryotes suggests an adaptive benefit, though no mechanism has been identified. Consequently, a large controversy dominates the field whether WGD represents net benefit or detriment to evolutionary success.
I will test if WGD promotes adaptation in natural populations and address the underlying mechanism by estimating net fitness benefit of WGD vs. the role of post-WGD accumulation of adaptive variation. This question has not been satisfactorily addressed before because experimental studies of WGD were disconnected from field surveys and population genomics avoided complex polyploid genomes. Only recently, we have shown a proof-of-concept that WGD can increase the capacity of populations to accumulate adaptive variation in wild Arabidopsis. Yet the underlying mechanism still remains unknown.
I will address the adaptive consequences of WGD over a hierarchy of levels: genome, phenotype, population and species. In six naturally ploidy-variable plant species I plan to test if
(i) natural polyploid populations accumulate larger adaptive variation than diploids
(ii) WGD per se or post-WGD evolution brings important adaptive novelties
(iii) rates of positive selection increase after WGD
To achieve these goals, I will combine ecological genomics of natural populations with evolve-and-resequence experiments. To move beyond single-species correlative studies, I will manipulate the mutation itself via synthesis of neo-polyploid individuals and populations in six species. Then I will compare adaptation signals in genomes and phenotypes of synthetic polyploids and their natural diploid and tetraploid relatives.
This project will determine the adaptive value of WGD, an important force in evolution and crop domestication, with the ambition to improve our understanding of the role of large genomic mutations in natural selection and adaptation.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
116 36 Praha 1
Chequia