Webinaire #13

Webinaires

L’AFBV organise son deuxième webinaire de l’année :

Webinaire #13
3 juillet 2025 à 11h00 (durée : 1h30)

Conférence de Raphaël Mercier

Raphaël Mercier est Directeur du Département de Biologie du Chromosome, qu’il a créé en 2019 à son arrivée au Max Planck Institute de Cologne. Il est également Professeur honoraire de l’Université de Cologne. Depuis sa thèse réalisée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB) de Versailles, Raphaël développe des projets ambitieux sur la compréhension des mécanismes contrôlant la recombinaison et la méiose chez les plantes, thématique de recherche sur laquelle il a obtenu des résultats originaux majeurs sur l’identification des mécanismes limitant la recombinaison méiotique et sur l’ingénierie de l’apomixie, c’est-à-dire, la multiplication clonale des plantes, indépendante du sexe, mais basée sur les semences. Ces résultats très fondamentaux ouvrent la voie à de nouvelles possibilités en termes de sélection et de brassage de gènes. Raphaël Mercier est aujourd’hui considéré comme un des meilleurs spécialistes de ce domaine de recherche très compétitif au niveau international, et ses résultats ont été salués par de nombreux prix, récompenses et distinctions (médaille d’Argent de l’Académie française d’Agriculture, prix de l’Académie française des Sciences, Elected EMBO Member, Laurier INRA défi scientifique 2016, ERC grant…).

« Maximiser les crossing over méiotiques »
Maximizing  meiotic crossovers

Animation : Thierry Langin

Résumé de la communication

Maximizing  meiotic crossovers

Meiotic crossovers shuffle parental genetic information, providing novel combinations of alleles on which natural or artificial selection can act. However, meiotic crossovers are relatively rare, typically one to three per chromosome. Intriguingly, crossover numbers differ between males and females in many species. Perhaps even more intriguing, when multiple crossovers occur on a single chromosome, they tend to be distant from each other, a phenomenon called interference, whose mechanisms have been a matter of debate for over a century.

Using the model plant Arabidopsis thaliana, we revealed multiple mechanisms that limit meiotic crossovers. Mutation of the corresponding genes led to a spectacular-more than 10-fold increase in genome-wide recombination, without a dramatic effect on chromosome segregation and fertility. This shows that crossovers are naturally constrained well below their possible maximum, open possibilities to manipulate crossover rate for pkant breeding, and raises the question of the evolutionary forces that limit meiotic crossover.

Finally, our data and previous results support a unifying emerging model for crossover control, in which the coarsening dynamic of the HEI10 pro-crossover protein along meiotic chromosomes designates crossover position, accounting for crossover numbers, heterochiasmy, and crossover interference.

Maximiser les crossing over méiotiques

Les crossovers méiotiques brassent l’information génétique parentale, fournissant ainsi de nouvelles combinaisons d’allèles sur lesquelles la sélection naturelle ou artificielle peut agir. Cependant, les crossovers méiotiques sont relativement rares, généralement un à trois par chromosome. Il est intéressant de noter que le nombre de crossovers diffère entre les mâles et les femelles chez de nombreuses espèces. Plus intriguant encore, lorsque plusieurs crossovers se produisent sur un même chromosome, ils ont tendance à être éloignés les uns des autres, un phénomène appelé interférence, dont les mécanismes font l’objet d’un débat depuis plus d’un siècle.

À l’aide de la plante modèle Arabidopsis thaliana, nous avons mis en évidence plusieurs mécanismes qui limitent les croisements méiotiques. La mutation des gènes correspondants a entraîné une augmentation spectaculaire (plus de 10 fois) de la recombinaison à l’échelle du génome, sans effet dramatique sur la ségrégation chromosomique et la fertilité. Cela montre que les croisements sont naturellement limités bien en deçà de leur maximum possible, ce qui ouvre des possibilités de manipulation du taux de croisement pour la sélection végétale et soulève la question des forces évolutives qui limitent les crossovers méiotiques. Enfin, nos données et des résultats antérieurs étayent un nouveau modèle unificateur du contrôle des crossovers, dans lequel la dynamique de coarsening de la protéine pro-crossoversHEI10 le long des chromosomes détermine la position des crossovers, expliquant ainsi leur nombre, l’hétérochiastie et l’interférence.

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