From networks to population-specific adaptations : studying positive selection in humans

Abstract

The evolution of the genome is driven, among other factors, by the composition of the genome, the functional output of the gene products, and by environmental pressures. Among the environmental factors, pathogens are one of the strongest selective pressures. In this thesis we describe two examples of this: i) the convergent evolution in immune-related genes in East Africa populations despite having different ethnical and genetic backgrounds, ii) the rapid adaptation in variants associated with differential cytokine production in the Roma people since their migration from the Indian subcontinent. We also propose that positive selection acted in the cytochrome P450 system after the out of Africa, whereas genetic drift is the main force behind the genetic variability present in taste receptors genes. Gene evolution is also affected by the location and connectivity of their products within the metabolic network. Positive selection detected at interspecific and intraspecific levels show opposite but complementary patterns: the first is detected in peripheric genes, whereas the second is detected mainly in central genes.

L'evolució del genoma depèn, entre altres factors, de la composició del genoma, del paper funcional que realitzen els productes del gen, i de les pressions mediambientals. Dins dels factors mediambientals, els patògens són una de les pressions selectives més fortes. En aquesta tesi descrivim dos exemples d’aquest fet: i) l'evolució convergent en gens amb funcions immunològiques a poblacions de l’est d'Àfrica, malgrat pertànyer a diferent grups ètnics i fons genètics, ii) la ràpida adaptació als Roma en variants associades amb la producció diferencial de citocines des de la seva migració des del subcontinent Indi. També proposem que la selecció positiva va actuar a la súper família dels citocroms després de la expansió des del continent Africà, mentre que la deriva gènica és la principal força darrere de la variabilitat genètica observada als receptors del gust. L’evolució dels gens també és veu influïda per la ubicació i connectivitat dels seus productes dins de la xarxa metabòlica. La detecció de la selecció positiva a nivell interespecífic i intraespecífic mostra un patró oposat però complementari: la primera és detectada a la perifèria de la xarxa, mentre que la segona és detectada principalment en gens centrals.