Multiple horizontal gene transfer events and domain fusions have created novel regulatory and metabolic networks in the oomycete genome

Il semblerait que les enzymes complexes ayant plusieurs activités catalytiques soient issues de précurseurs plus simples qui auraient évolué. L’analyse globale du génome du Phytophthora sojae à l’aide de critères prudents pour l’évaluation des protéines complexes a permis d’identifier 273 nouvelles protéines multifonctionnelles qui étaient aussi conservées chez le P. ramorum. Chacune de ces protéines comprend des combinaisons de motifs que l’on ne trouve pas dans le génome des bactéries, des plantes, des animaux ou des champignons microscopiques. Un sous-groupe de ce type de protéines a également été découvert dans le génome de deux diatomées, mais la majorité de ces protéines se sont formées après la scission entre les diatomées et les oomycètes. De nombreux cas documentés de fusion de domaines communs aux diatomées et aux oomycètes viennent corroborer l’hypothèse selon laquelle les oomycètes et les diatomées sont monophylétiques. Les protéines bifonctionnelles qui catalysent deux étapes d’une voie métabolique peuvent être utilisées pour inférer les interactions entre protéines orthologues qui se retrouvent sous forme d’entités distinctes dans d’autres génomes. Nous avons supposé que les nouvelles protéines multifonctionnelles des oomycètes pourraient servir de pierres de Rosette pour l’identification de protéines interdépendantes de réseaux métaboliques et régulatoires conservés chez d’autres eucaryotes. Toutefois, l’analyse des orthologues de chacun des domaines de nos 273 protéines multifonctionnelles par rapport à 39 génomes séquencés de bactéries et d’eucaryotes n’a permis d’identifier que 18 protéines candidates (pierres de Rosette). Ainsi, la majorité des protéines multifonctionnelles ne sont pas des pierres de Rosette, mais elles peuvent néanmoins être utiles pour identifier de nouveaux réseaux métaboliques et régulatoires chez les oomycètes. L’analyse phylogénétique de toutes les enzymes de trois voies métaboliques avec une ou plusieurs nouvelles protéines multifonctionnelles a permis de déterminer les origines probables des enzymes individuelles. Ces analyses ont mis en évidence de nombreux exemples de transferts horizontaux de génomes bactériens ainsi que l’endosymbiote photosynthétique dans le génome ancestral des Stramenopiles. La complexité des origines phylogénétiques de ces trois voies métaboliques et le peu de pierres de Rosette qui existent par rapport au nombre total de protéines multifonctionnelles semblent indiquer qu’il y a peu d’éléments communs entre le protéome des oomycètes celui des organismes des autres règnes.