Functional impacts of horizontal genome evolution across eukaryotic algae
Impacts fonctionnels de l'évolution horizontale du génome chez les algues eucaryotes
Résumé
Eukaryotic micro-organisms, and particularly algae, play essential roles in the Earth ecosystem, as primary producers, in nutrient cycling, and at the basis of aquatic food webs. Algae have a complex and polyphyletic evolutionary history, which has involved the repeated endosymbiotic acquisition of chloroplasts, and horizontal gene transfers with both algal and bacterial partners into the nuclear genomes. The most abundant algae in the contemporary ocean, such as dinoflagellates, haptophytes and diatoms, possess chloroplasts acquired through the secondary or higher endosymbioses of red algae. These chloroplasts further are supported by complex, nucleus-encoded proteomes, which can be considered to be mosaics, defined by the entire evolutionary history of the host.
My group studies how the horizontal evolution of algae with secondary red chloroplasts informs their current functional biology and ecology. This involves three complementary projects: computational reconstruction of the nucleus-encoded proteomes of algal chloroplasts, with a particular focus on dinoflagellates; experimental and environmental characterisation of novel proteins supporting the diatom chloroplast; and phylogenetic evaluation of the broader horizontal gene transfers underpinning algal evolution, with a particular focus on haptophytes and distantly-related species native to the Arctic Ocean. Finally, I consider how these combined stories and approaches may intertwine to inform our understanding of algal sensitivity and resilience to anthropogenic climate change.
Les micro-organismes eucaryotes, et en particulier les algues, jouent un rôle essentiel dans l'écosystème mondiale, en tant que producteurs primaires, dans le cycle des nutriments et à la base des réseaux alimentaires aquatiques. Les algues ont une histoire évolutive complexe et polyphylétique, due à l'acquisition endosymbiotique répétée de chloroplastes et des transferts horizontaux de gènes avec des partenaires algaux et bactériens dans les génomes nucléaires. Les algues les plus abondantes dans l'océan contemporain, telles que les dinoflagellés, les haptophytes et les diatomées, possèdent des chloroplastes originaires des endosymbioses secondaire ou supérieure d'algues rouges. Ces chloroplastes sont soutenus par des protéomes complexes codés par le noyau, qui peuvent être considérés comme des mosaïques définies à travers de l'histoire évolutive de l'hôte.
Mon équipe étudie comment l'évolution horizontale des algues informe leur biologie fonctionnelle et leur écologie actuelle. Cela implique trois projets complémentaires : la reconstruction computationnelle des protéomes des chloroplastes d'algues encodés dans le noyau, avec une emphase sur les dinoflagellés ; la caractérisation expérimentale et environnementale de nouvelles protéines soutenant le chloroplaste des diatomées ; et l'évaluation phylogénétique des transferts horizontaux de gènes plus larges qui sous-tendent l'évolution des algues, avec un accent particulier sur les haptophytes et les espèces autochtones de l'océan Arctique. Enfin, je considère comment ces histoires et approches combinées peuvent s'entrelacer pour éclairer notre compréhension de la sensibilité et de la résilience des algues au changement climatique anthropique.
Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
---|