Réseaux de miARN et évolution ?

Afin de bénéficier des prédictions dans TargetScan pour d’autres espèces et de

comparer des réseaux de miARN entre différentes espèces (le taureau, le chien, le cheval, la poule, l’homme, le macaque, l’opossum, la souris, l’ornithorynque, le chimpanzé, le rat et enfin

une espèce de crapaud), des réseaux indépendants pour chaque espèce présente dans TargetScan ont été construits de la même manière qu’avec les réseaux de DIANA-microT et

de TargetScan chez l’être humain.

En termes de nombre de miARN et de prédictions (cf. Tableau 2), TargetScan montre

1539 miARN prédits pour cibler 18 370 gènes avec 4 305 160 interactions miARN-gène chez l’homme, suivi par la souris avec 779 miARN et 16 961 gènes pour 1 666 429 interactions.

Chez le chimpanzé, il n’existe que 524 miARN et 17888 gènes pour 1 418 354 interactions et

l’opossum ne possède que 144 miARN, 12 709 gènes qui seraient des cibles prédites et

233 428 interactions et se classe donc comme l’espèce avec le plus faible nombre de miARN

et de prédictions.

Il est difficile en réalité de savoir si ces différents nombres sont réellement associés à

des différences évolutionnaires entre les espèces ou simplement dus à un manque d’information et/ou un biais sur les espèces les plus étudiées. En effet, nous pourrions

supposer que les nombres entre l’homme et le singe soient plus proches qu’entre la souris et

l’homme par exemple, à cause de leur rapprochement phylogénique, ce qui n’est pas le cas

ici. Malgré ce doute, nous pouvons remarquer que le nombre d’interactions observées est

linéairement corrélé avec le nombre de miARN d’une espèce (coefficient de corrélation = 0,97

et R² = 0.94 : Figure 43). La médiane du nombre de gènes prédits régulés par un miARN est en moyenne de 1937 pour les douze espèces. Chez l’homme, les miARN régulent en moyenne

2796 gènes prédits et le crapaud est l’espèce où les miARN régulent généralement le moins

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La Figure 44 montre la première étape de ces constructions notamment l’étape d’analyse de seuil optimal pour chacune des douze espèces analysées. Le seuil optimal varie

bien en fonction des espèces mais ce dernier semble plus ou moins corrélé à la phylogénie : p.ex. l’homme et le chimpanzé montrent des propriétés particulièrement similaires en fonction

des seuils meet/min, tout comme la souris, le rat et l’opossum. Par ailleurs, mis à part le macaque et l’opossum, les seuils optimaux se situent généralement 40 et 60%. La forme des

courbes des nœuds isolés est également particulièrement intéressante puisque chez l’être

humain et le taureau, les courbes ne forment pas de palier aux alentours 80%, contrairement

aux autres espèces. Ce dernier constat est probablement dû à la présence de grands clusters de miARN interconnectés et partageant un grand nombre de cibles. C’est notamment le cas

chez l’opossum. Dans tous les cas, quelques miARN différents partageant exactement les

mêmes cibles sont retrouvés (meet/min 100%). Ces groupes ne sont pas exclusivement des

familles de miARN (let-7 p.ex.) même si ces dernières forment une grande partie des clusters les plus fortement connectés. En effet, l’indice meet/min prenant en compte le minimum du

nombre de gènes régulés comme dénominateur, les miARN avec peu de gènes prédits Figure 43. Nombre d’interactions contre nombre de miARN pour

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Figure 44. Nombre de liens et nombre de nœuds connectés au réseau pour différentes espèces. Prédictions tirées de TargetScan v6.2. Les courbes rouges représentent le nombre de liens. Les courbes bleues représentent le nombre de nœuds non isolés. Les courbes jaunes montrent la différence entre le nombre de liens et le nombre de nœuds connectés (normalisés). Lorsque la différence est grande, nous sommes en présence d’un graphe avec beaucoup de miARN toujours connectés entre eux mais peu de liens. La barre grise représente le seuil optimal (le maximum de différence entre nombre de nœuds connectés et nombre de liens) et la barre noire un seuil de 50%. Seuil meet/min de 0 à 100 avec incrément de 1.

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Figure 45. Propriétés de réseaux pour différentes espèces et différents seuils meet/min. Prédictions tirées de TargetScan v6.2. Les paramètres représentés sont les centralités betweenness, closeness et degré respectivement en rouge, vert et bleu. Sont également représentés le coefficient de clustering ainsi que la densité des graphes en fonction de seuil meet/min (de 0 à 100 avec incrément de 1).

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peuvent influencer les groupes qui sont toujours présents à des forts meet/min et se lier

notamment (avec plus de probabilité) aux miARN avec beaucoup de gènes prédits.

Les propriétés des réseaux à différents seuils meet/min sont représentées sur la Figure

45 où l’on peut globalement tirer des conclusions similaires aux précédentes. En effet, l’ensemble des propriétés montrent de fortes similarités lorsque l’on considère la phylogénie

des espèces. Cinq groupes peuvent grossièrement être distingués en fonction des propriétés : i) le chien, le cheval et le macaque ; ii) l’opossum, l’ornithorynque et la poule ; iii) le rat et la

souris ; iv) l’homme, le chimpanzé et le taureau et enfin v) le crapaud qui est isolé des autres

espèces surtout à cause des patterns bien spécifiques. Ces patterns sont probablement dus

à un nombre de miARN, de gènes et de prédictions bien plus faibles que chez les autres espèces. Dans tous les cas, les formes des différentes courbes sont fortement similaires d’une

espèce à l’autre. Nous pouvons donc supposer que tous ces réseaux (à leur seuil optimal

respectif) sont – tout comme ce qui a déjà été évoqué jusqu’à présent dans la thèse – structurés autour de quelques nœuds très centraux dominant le reste des miARN.