Génétique et Ecologie Evolutive

Stéphanie BEDHOMME

Chargée de RechercheSBEDHOMME

CEFE/CNRS
Campus du CNRS
1919, route de Mende
34293 Montpellier 5

Tél : +33/0 4 67 61 32 11
Fax : +33/0 4 67 61 33 36

Stephanie.bedhomme[at]cefe.cnrs.fr

Bref CV

2014-    : CR1 CNRS, CEFE
2012-13: Postdoc at Bellvitge Biomedical Research Institute (IDIBELL, Barcelone, Spain)
2009-12: Postdoc at the Molecular and Cellular Plant Biology Institute (IBMCP, Valence, Spain)

2007-09: Teaching and researche assistant, Münster University (Allemagne)

2005-07: Postdoc at Queen’s University (Kingston, Canada)

2000-04: PhD in the Genetic and Evolution of Infectious Disease laboratory (IRD, Montpellier)

 

Thèmes de recherches (english version below)

Je travaille actuellement sur l'impact évolutif du transfert horizontal de gène. Le transfert horizontal de gène est un mécanisme primordial dans l'évolution des génomes procaryotes et plus récemment, des données se sont accumulées qui indiquent qu'il joue un rôle plus important que ce que l'on pensait dans l'évolution des génomes eucaryotes. Son impact évolutif a été étudié jusqu'à présent en termes des nouvelles fonctions ou des nouvelles propriétés conférées par les gènes acquis et les conséquences éco-évolutives qui en découlent: colonisation de nouvelles niches, acquisition de facteurs de virulence qui modifient les relations hôte-pathogène...

Cependant, l'insertion dans un génome d'un gène hétérologue peut aussi engendrer des pressions de sélections liées au fait que le transfert horizontal de gène rompt la co-adaptation entre gène et génome. En effet, un génome est caractérisé par ses préférences d'usage de codons, qui reflètent une adaptation entre génome et machinerie de traduction. Nous avons montré récemment, chez Escherichia coli que l'introduction d'un gène de résistance à un antibiotique dont l'usage de codons est maladapté à celui du génome récepteur confère une résistance très partielle à l'antibiotique. De plus, ce coût peut être compensé rapidement par des mutations qui ont lieu à la fois à proximité du gène introduit et dans l'ensemble du génome.

Les questions auxquelles j'essaie de répondre actuellement sont:

  • quels sont les gènes et les fonctions affectés par l'évolution compensatoire suite à un transfert horizontal de gène?
  • existe-t-il une variabilité entre espèces et entre environnements pour les effets en fitness des variations synonymes?
  • quel est l'impact évolutif du transfert horizontal de gène chez différentes espèces bactériennes et eucaryotes?
  • comment la différence d'usage de codons entre deux espèces affectent le succès des transferts horizontaux?
  • peut-on détecter les effets à long terme des transferts horizontaux sur l'évolution des génomes?
  • quelles sont les implications pour la prédiction et le contrôle de la propagation des résistances aux antibiotiques?

Les approches utilisées sont la mesure de fitness de collections de mutants et de gènes, l'évolution expérimentale, la génomique bactérienne et la phylogénomique.

Antérieurement, j'ai travaillé, en utilisant fréquemment l'évolution expérimentale, sur les thématiques suivantes:

  • évolution multi-hôte d'un virus de plante, stratégies généralistes et spécialistes, spécialisation
  • impact de la contingence historique sur l'évolution virale
  • conséquence du conflit sexuel sur l'évolution de la fitness et de traits d'histoire de vie, de traits morphologiques et reproductifs (modèle d'étude: Drosophila melanogaster).
  • influence des conditions environnementales (abondance des ressources, compétition intraspécifique) sur l'expression et l'évolution de la virulence.

Mots clés:

transfert horizontal de gène, résistance aux antibiotiques, effet en fitness de la variation synonyme, usage des codons, évolution expérimentale, génomique bactérienne.

English version:

I currently work on the evolutionary consequences of horizontal gene transfer. Horizontal gene transfer is a key mechanism in prokaryote genome evolution and more recently evidence have accumulated that point to its important role also in eukaryote genome evolution. Its evolutionary impact has been studied until now in terms of new functions and new properties provided by the acquired gene: colonization of new niches, acquisition of virulence factros modifying host-pathogen interactions…

However, the insertion in a genome of an heterologous gene can also trigger selection pressures linked to the fact that horizontal gene transfer breaks gene-genome coadaptation. Indeed, a genome is characterized by its codon usage preferences, which reflects a coadaptation between the genome and the translation machinery. We recently demonstrated in Escherichia coli that the introduction of an antibiotic resistance gene with maladapted codon usage preferences provides only a very partial antibiotic resistance. However, this cost can be compensated rapidly by mutations occurring in the promoter of the introduced gene and in different parts of the genome.

The questions I currently try to answer:

  •      Which are the genes and functions affected by compensatory evolution after a horizontal gene transfer?
  •      Is there variability between species and between environment for the fitness effects of synonymous variation?
  •      Which are the evolutionary consequences of horizontal gene transfer in different prokaryote and eukaryote species?
  • How does the difference in codon usage preferences between two species affect horizontal gene transfer success?
  • Is it possible to detect the long term effects of horizontal gene transfer on genome evolution?
  • Which are the implications for the prediction and the control of antibiotic resistance propagation?

I use the following approaches: fitness measures of mutant collections, experimental evolution, genomics and phylogenomics.

In the past, I have worked on the following topics, frequently using experimental evolution:

  •      Multi-host evolution of a plant virus, generalist and specialist strategies, specialization.
  •      Role of historical contingency in viral evolution
  •      Consequences of sexual conflict on the evolution of fitness, life-history, morphological and reproductive traits (model species: Drosophila melanogaster).
  •      Influence of environmental conditions (resources, intraspecific competition) on the expression and the evolution of virulence.

Keywords: Horizontal gene transfer, antibiotic resistance, fitness effects of synonymous variation, codon usage, experimental evoltuion, bacteria genomics.

 

 

Publications

Mengual-Chuliá B., Bedhomme, S., Lafforgue, G., Elena, S.F., Bravo, I.G. (2016) Assessing parallel gene histories in viral genomes. BMC Evolutionary Biology 16:32.

Félez-Sánchez M., Trösemeier J-H., Bedhomme S., González-Bravo M-I, Kamp C. and Bravo I.G. (2015) Cancer, warts or asymptomatic infections: clinical presentation matches codon usage preferences in human papillomaviruses. Genome Biology and Evolution, 7:2117–2135.

Bedhomme S., Hillung, J. and Elena S.F. (2015). Emerging viruses: why they are not jacks of all trades? Current Opinion in Virology 10:1–6.

Larcombe S.D., Bedhomme S., Garnier S., Cellier-Holzem E., Faivre B. and Sorci G. (2013) Social interactions modulate the virulence of avian malaria infection. International Journal of Parasitology 43: 861-867.

Bedhomme S., Lafforgue G. and Elena S.F. (2013) Genotypic but not phenotypic historical contingency revealed by viral experimental evolution. BMC Evolutionary Biology 13:46.

Bedhomme, S.,Lafforgue, G. and Elena S.F. (2012) Multihost experimental evolution of a plant RNA virus reveals local adaptation and host specific mutations. Molecular Biology and Evolution 29:1481–1492.

Bedhomme, S., Chippindale, A.K., Prasad, N.G, Delcourt, M., Abbott, J.K., Mallet, M.A. and Rundle, H.D. (2011) Male-limited evolution suggests no extant intralocus sexual conflict over the sexually dimorphic cuticular hydrocarbons of Drosophila melanogaster. Journal of Genetics 90: 443-452.

Jiang, P.P., Bedhomme, S., Prasad, N.G. and Chippindale, A.K. (2011) Sperm competition and mate harm unresponsive to male-limited selection in Drosophila: An evolving genetic architecture under domestication. Evolution 65: 2448-2460.

Bedhomme, S. and Elena, S.F. (2011) Virus infection suppresses Nicotiana benthamiana adaptive phenotypic plasticity. PLoS ONE 6: e17275.

Elena, S.F.,Bedhomme, S., Carrasco, P., Cuevas, J.M., de la Iglesia, F., Lafforgue,G., Lalić, J., Pròsper, A., Tromas, N. and Zwart, M.P. (2011) The evolutionary genetics of emerging plant RNA viruses. Molecular Plant-Microbe Interactions 24: 287–293.

Abbott, J.K., Bedhomme, S. and Chippindale A.K. (2010) Sexual conflict in wing size and shape in Drosophila melanogaster. Journal of Evolutionary Biology 23: 1989-1997.

Amoros-Moya, D., Bedhomme, S., Hermann, M. and Bravo, I.G. (2010) Evolution in regulatory regions rapidly compensates the cost of non-optimal codon usage. Molecular Biology and Evolution 27: 2141–2151.

Bedhomme, S., Bernasconi, G., Koene, J.M., Lankinen, A.,Arathi, H.S., Michiels, N.K. and Anthes, N. (2009) How does breeding system variation modulate sexual antagonism? Biology Letters 5: 717-720.

Michalakis, Y., Bedhomme, S., Biron, D.G., Rivero, A., Sidobre, C. and Agnew, P. (2008) Virulence and resistance in a mosquito – microsporidium interaction. Evolutionary applications 1: 49-56.

Bedhomme, S., Prasad, N.G., Jiang, P.P., Chippindale, A.K. (2008) Reproductive Behaviour Evolves Rapidly When Intralocus Sexual Conflict Is Removed. PLoS ONE 3: e2187.

Kwan, L., Bedhomme, S., Prasad, N.G. and Chippindale, A.K. (2008) Sexual conflict and environmental change: tradeoffs within and between the sexes during the evolution of desiccation resistance. Journal of Genetics 87: 383–394.

Rivero, A., Agnew, P., Bedhomme, S., Sidobre, C. and Michalakis, Y. (2007) Resource depletion in Aedes aegypti mosquitoes infected by the microsporidia Vavraia culicis. Parasitology 134: 1355-1362.

Prasad, N.G., Bedhomme, S., Day, T. and Chippindale, A.K. (2007) An evolutionary cost of separate genders revealed by male-limited evolution. American Naturalist 169: 29–37.

Prasad, N.G. and Bedhomme, S. (2006) Sexual conflict in plants. Journal of Genetics 85: 161-165.

Bedhomme, S., Agnew, P., Sidobre, C., Vital P.O. Y. and Michalakis, Y. (2005) Prevalence-dependent costs of parasite virulence. PLoS Biology 3: e262.

Bedhomme, S., Agnew, P., Sidobre, C. and Michalakis, Y. (2005) Pollution by conspecifics as a component of intraspecific competition among Aedes aegypti larvae. Ecological Entomology 30: 1-7.

Agnew, P., Berticat, C., Bedhomme, S., Sidobre, C. and Michalakis, Y. (2004) Parasitism increases and decreases the costs of insecticide resistance in mosquitoes. Evolution 58: 579-586.

Bedhomme, S., Agnew, P., Sidobre, C. and Michalakis, Y. (2004) Virulence reaction norms across a food gradient. Proceedings of the Royal Society of London B 271: 739-744.

Bedhomme, S., Agnew, P., Sidobre, C. and Michalakis, Y. (2003) Sex-specific reaction norms to intraspecific larval competition in the mosquito Aedes aegypti. Journal of Evolutionary Biology 16: 721-730.

Agnew, P., Bedhomme, S., Haussy, C. and Michalakis, Y. (1999). Age and size at maturity of the mosquito Culex pipiens infected by the microsporidian parasite Vavraia culicis. Proceedings of the Royal Society of London B 266: 947-952.

Book chapter:

Bedhomme, S. and Chippindale A.K. (2007) Irreconcilable differences: When sexual dimorphism fails to resolve sexual conflict (pp 185-194). In: Sex, Size and Gender Roles: Evolutionary studies of sexual size dimorphism. DJ Fairbairnm WU Blanckenhorn et T Székely editors. Oxford University Press, Oxford.

 
Liens