Molecular characterisation of a major developmental gene from the brown algae, the
life cycle regulator OUROBOROS
Supervisor: J. Mark Cock, Algal Genetics Group, UMR7139, CNRS and University Pierre et
Marie Curie, Station Biologique de Roscoff
email: [email protected]
web: http://www.sb-roscoff.fr/algal-genetics
Brown algae represent one of only a small number of lineages in the eukaryotic tree that have
independently evolved complex multicellularity. The Algal Genetics Group has been
developing the filamentous brown algae Ectocarpus as a model organism for this group1, a
project that has included complete genome sequencing and the establishment of genetic tools
for this species2,3. A recent genetic screen identified a mutant, ouroboros (oro), which is
affected in life cycle progression4. The oro mutant continually reiterates the gametophyte
generation of the life cycle rather than alternating between sporophyte and gametophyte. The
ORO gene therefore represents a key developmental regulator, determining identity at the
whole organism level. A positional cloning approach has mapped the oro mutation to a small
deletion in a transcription factor gene. The aim of this PhD project will be to characterise the
transcription factor gene at the molecular level by identifying interacting proteins and by
searching for downstream target genes and upstream regulators. The project will be carried
out within the context of an international network France-Brazil-Chile that involves the
University of São Paulo and the Federal University of Rio De Janeiro (http://www.sbroscoff.fr/about-roscoff-marine-station/european-and-international-projects.html).
References
1
Cock, J. M., Peters, A. F. & Coelho, S. M. (2011) Brown algae. Curr Biol, 21, R573-575.
2
Cock, J.M. et al. (2010) The Ectocarpus genome and the independent evolution of multicellularity in brown
algae. Nature, 465, 617-621.
3
Heesch, S. et al. (2010) A sequence-tagged genetic map for the brown alga Ectocarpus siliculosus provides
large-scale assembly of the genome sequence. New Phytol, 188, 42-51.
4
Coelho, S. M. et al. (2011) OUROBOROS is a master regulator of the gametophyte to sporophyte life cycle
transition in the brown alga Ectocarpus. Proc Natl Acad Sci U S A, 108, 11518-11523.
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Caractérisation moléculaire d'un gène majeur du développement chez l'algue brune
Ectocarpus, le régulateur du cycle de vie OUROBOROS
Directeur de thèse: J. Mark Cock, Algal Genetics Group, UMR7139, CNRS and University
Pierre et Marie Curie, Station Biologique de Roscoff
email: [email protected]
web: http://www.sb-roscoff.fr/algal-genetics
Les algues brunes représentent un sur un petit nombre de lignées dans l'arbre des eucaryotes
qui ont évolué une multicellularité complexe de façon indépendant. L'équipe Génétique des
Algues développe depuis plusieurs année l'algue brune Ectocarpus comme organisme modèle
pour ce group1, un projet qui a inclue le séquençage complet du génome et l'établissement
d’outils génétique pour cette espece2,3. Un crible génétique récente a identifié un mutant,
ouroboros (oro), qui est affecté dans le progression de son cycle de vie4. Le mutant oro réitère
la génération gamétophyte au lieu d'alterner entre sporophyte et gamétophyte. Le gène ORO,
donc, représente un régulateur clé du développement, qui détermine l'identité au niveau de
l'organisme entier. Une approche de clonage positionnelle a montré que la mutation oro
correspond à une petite délétion dans un gène codant pour un facteur de transcription. Le but
de ce projet sera de caractériser le facteur de transcription au niveau moléculaire, en
particulier par l'identification de protéines intéracteurs et d’identifier des gènes cibles en aval
et les régulateurs en amont. Ce projet s'effectuera dans le cadre d'un réseau international (un
"Groupement de Recherche International") avec le Brésil et le Chili, qui implique l'Université
de São Paulo et l'Université Federal de Rio De Janeiro (http://www.sb-roscoff.fr/aboutroscoff-marine-station/european-and-international-projects.html).
References
1
Cock, J. M., Peters, A. F. & Coelho, S. M. (2011) Brown algae. Curr Biol, 21, R573-575.
2
Cock, J.M. et al. (2010) The Ectocarpus genome and the independent evolution of multicellularity in brown
algae. Nature, 465, 617-621.
3
Heesch, S. et al. (2010) A sequence-tagged genetic map for the brown alga Ectocarpus siliculosus provides
large-scale assembly of the genome sequence. New Phytol, 188, 42-51.
4
Coelho, S. M. et al. (2011) OUROBOROS is a master regulator of the gametophyte to sporophyte life cycle
transition in the brown alga Ectocarpus. Proc Natl Acad Sci U S A, 108, 11518-11523.
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Caraterização molecular do gene OUROBOROS, um regulador do ciclo de vida da alga
castanha Ectocarpus
Supervisor: J. Mark Cock, Algal Genetics Group, UMR7139, CNRS and University Pierre et
Marie Curie, Station Biologique de Roscoff
email: [email protected]
web: http://www.sb-roscoff.fr/algal-genetics
As algas castanhas são um dos poucos grupos de eucariotas que se tornaram pluricelulares. A
evolucão da pluricelularidade neste grupo ocorreu independentemente dos outros eucariotas
ha mais de 1 billão de anos. A equipa Genética das Algas estableceu nos ultimos anos a alga
castanha Ectocarpus como modelo para as algas castanhas, e uma série de técnicas de
genética e genómica, incluindo a sequenciação do genoma, estão disponiveis2,3.
Recentemente, o mutante ouroboros foi identificado pela equipa Genética das Algas4. Este
mutante apresenta um ciclo de vida aberrante: em vez de alternar entre geraçao gametófito e
esporófito (ciclo de vida haploide-diploide), ouroboros reitera a geração gametófito, i.e, o
esporófito foi substituído por um gametófito. Uma das conclusões deste estudo é que o gene
ORO é um regulador « master » que determina a identidade e o desenvolvimento de cada fase
do ciclo de vida, ao nível do organism inteiro. A equipa Genética das Algas utilisou uma
técnica de clonagem posicional e identificou o gene mutado, um fator de transcriçao. O
projeto de tese que propomos tem por objectivo a caracterização deste factor de transcrição ao
nivel molecular, incluindo a identificação não só de proteínas que interagem com ORO mas
também de reguladores deste gene. Este projeto é efectuado no contexto de uma colaboração
internacional que inclui a Universidade de São Paulo, a Universidade Federal do Rio de
Janeiro e a UPMC (http://www.sb-roscoff.fr/about-roscoff-marine-station/european-andinternational-projects.html).
References
1
Cock, J. M., Peters, A. F. & Coelho, S. M. (2011) Brown algae. Curr Biol, 21, R573-575.
2
Cock, J.M. et al. (2010) The Ectocarpus genome and the independent evolution of multicellularity in brown
algae. Nature, 465, 617-621.
3
Heesch, S. et al. (2010) A sequence-tagged genetic map for the brown alga Ectocarpus siliculosus provides
large-scale assembly of the genome sequence. New Phytol, 188, 42-51.
4
Coelho, S. M. et al. (2011) OUROBOROS is a master regulator of the gametophyte to sporophyte life cycle
transition in the brown alga Ectocarpus. Proc Natl Acad Sci U S A, 108, 11518-11523.