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Multi-level conservation of chromosome conformation across livestock species reveals evolutionary links between genome structure and function

Authors :
Sylvain Foissac
Sarah Djebali Quelen
Nathalie Vialaneix
Matthias Zytnicki
Andrea Rau
Sandrine Lagarrigue
Hervé Acloque
Elisabetta Giuffra
Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE )
École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique (GeT-PlaGe)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Plateforme Génome & Transcriptome (GET)
Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Unité de Mathématiques et Informatique Appliquées de Toulouse (MIAT INRA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Génétique Animale et Biologie Intégrative (GABI)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech
Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE)
AGROCAMPUS OUEST-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Projet GA FrAgencode
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
ProdInra, Migration
Source :
Conference of the International Society for Animal Genetics (ISAG 2019), Conference of the International Society for Animal Genetics (ISAG 2019), Jul 2019, Lleida, Spain, HAL
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; The spatial conformation of the chromatin in the nucleus of animal cells is highly organized at several levels. Little is known, however, about its evolution, mainly because of the limited number of species in which chromosome conformation experiments have been performed.In the context of the FAANG pilot project FR-AgENCODE, we realized Hi-C experiments on tissue samples from three livestock species (pig, goat and chicken livers) and integrated the resulting data with those from other assays on the same samples (RNA-seq and ATAC-seq). Within each species, general features of the genome organization -like Topologycally Associating Domains (TADs) and genome A/B compartments- could be identified. They display functional properties in line with previous reports on other model organisms like human and mouse. By comparing these structural features across species we further investigated the connections between genome conformation and function. In particular, we found a significant conservation of the gene distribution among active and inactive compartments of the chromatin throughout evolution. In addition, comparing 3D interaction profiles of orthologous regions showed that conserved TAD boundaries have stronger insulation properties than recent ones, supporting a specific selective pressure on structural components of the genome. Accordingly, various blocks of synteny contain conserved elements from several levels of organization that contribute to the gene regulatory network: sites of chromatin accessibility, orthologous genes, TADs and A/B compartments. Altogether, these results shed new light on the conservation of genome conformation from birds to mammals and illustrate the various degrees of connection between genome structure and function.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
Conference of the International Society for Animal Genetics (ISAG 2019), Conference of the International Society for Animal Genetics (ISAG 2019), Jul 2019, Lleida, Spain, HAL
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..bd45ed490227085e7d89363f42acdf25