Publication
Environment-dependent epistasis increases phenotypic diversity in gene regulatory networks
Résumé
Mutations to gene regulatory networks can be maladaptive or a source of evolutionary novelty. Epistasis con-founds our understanding of how mutations affect the expression patterns of gene regulatory networks, a chal-lenge exacerbated by the dependence of epistasis on the environment. We used the toolkit of synthetic biology to systematically assay the effects of pairwise and triplet combinations of mutant genotypes on the expression pattern of a gene regulatory network expressed in Escherichia coli that interprets an inducer gradient across a spatial domain. We uncovered a preponderance of epistasis that can switch in magnitude and sign across the inducer gradient to produce a greater diversity of expression pattern phenotypes than would be possible in the absence of such environment-dependent epistasis. We discuss our findings in the context of the evolution of hybrid incompatibilities and evolutionary novelties.
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Proximité ontologique
Concepts associés (33)
Expression génétique
L'expression des gènes, encore appelée expression génique ou expression génétique, désigne l'ensemble des processus biochimiques par lesquels l'information héréditaire stockée dans un gène est lue pour aboutir à la fabrication de molécules qui auront un rôle actif dans le fonctionnement cellulaire, comme les protéines ou les ARN. Même si toutes les cellules d'un organisme partagent le même génome, certains gènes ne sont exprimés que dans certaines cellules, à certaines périodes de la vie de l'organisme ou sous certaines conditions.
Régulation de l'expression des gènes
La régulation de l'expression des gènes désigne l'ensemble de mécanismes mis en œuvre pour passer de l'information génétique incluse dans une séquence d'ADN à un produit de gène fonctionnel (ARN ou protéine). Elle a pour effet de moduler, d'augmenter ou de diminuer la quantité des produits de l'expression des gènes (ARN, protéines). Toutes les étapes allant de la séquence d'ADN au produit final peuvent être régulées, que ce soit la transcription, la maturation des ARNm, la traduction des ARNm ou la stabilité des ARNm et protéines.
Épistasie
En génétique, l'épistasie désigne l'interaction existant entre deux ou plusieurs gènes. Cela s'oppose à l'idée simpliste qui voudrait qu'un individu ne soit que la somme de l'ensemble de ses gènes. Il y a par exemple épistasie lorsqu'un ou plusieurs gènes (dominants ou récessifs) masquent ou empêchent l'expression de facteurs situés à d'autres lieux génétiques (locus). L'existence de gènes dominants ou récessifs a été mise en évidence par Mendel dès le milieu du 19e siècle, mais le terme d'épistasie n'est introduit formellement qu'en 1907 par Bateson.
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