Soutenance de thèse de Mme Audrey Bioteau « Identification et caractérisation d'ilots génomiques mobiles bactériens »

Description :

Président-rapporteur :

• Professeur Sébastien Rodrigue, Ph.D., Faculté des sciences, Département de biologie, Université de Sherbrooke

Membres du jury :

• Professeur Vincent Burrus, Ph.D., directeur de recherche, Faculté des sciences, Département de biologie
• Professeur Pierre-Étienne Jacques, Ph.D., codirecteur de recherche, Faculté des sciences, Département de biologie
• Professeure Anna-Sophie Fiston-Lavier, Ph.D.,évaluatrice externe, Institut des Sciences de l’Évolution de Montpellier (ISE-M), Département Génome, Phénome, Environnement (Genφ)
• Professeure Aîda Ouangraoua, Ph.D., évaluatrice interne, Faculté des sciences, Département d’informatique

Sommaire :

Les populations bactériennes sont constituées d’organismes capables d’adaptation, aussi bien face à des changements progressifs de leur environnement que sous pression de sélection forte. Les solutions ne manquent pas pour contrer des attaques de phages, un milieu chargé en antibiotiques ou une raréfaction des ressources nécessaires à la croissance.

Le transfert horizontal de gènes est un des moyens permettant aux populations bactériennes d’assurer leur survie, adaptant leur phénotype tout en propageant rapidement les caractéristiques qui vont présenter un avantage évolutif. Ces transferts peuvent se faire par différents mécanismes : la transformation, la transduction et la conjugaison. L’ADN échangé peut donc notamment être porteur de gènes impliqués dans l'adaptation du métabolisme cellulaire, dans la résistance aux antibiotiques ou encore dans la virulence de l’organisme hôte.

Ce projet a pour objectif d’étudier, de classifier et de caractériser une des formes sous lesquelles l’ADN peut être échangé : les ilots génomiques mobiles. Ces éléments ont la capacité de s’intégrer à des sites préférentiels au sein d’un génome hôte et de s’en exciser sous l’effet de déclencheurs. Selon leur type ou leur classe, ces ilots peuvent alors se mobiliser et se transférer à un organisme à proximité par conjugaison. C’est par ce biais que l’adaptation et la propagation de traits liés à la survie tels que les résistances aux antibiotiques se font. L'étude des ilots génomiques bactériens constitue donc un des enjeux majeurs de la recherche en microbiologie, en particulier dans le contexte des crises sanitaires actuelles.

Afin de mieux comprendre le fonctionnement de ces éléments et les caractériser, nous nous intéressons d’abord à une classe bien caractérisée d’ilots génomiques mobiles : les éléments intégratifs et conjugatifs (ICE) de la famille SXT/R391. Le but est d’étudier ce qui constitue le cœur conservé des gènes présents chez ces ICE, pour adapter la définition de la famille et inclure de nouveaux éléments. La réalisation de ce travail a permis de remettre en question l’utilisation de certains marqueurs pour caractériser et identifier ces éléments dans un contexte de dépistage clinique.

Cette étude pose ensuite les bases pour la construction d’un modèle de classification des ilots génomiques mobiles bactériens. Pour ce faire j’ai mis en place une base de données, AtollGenDB, répertoriant un grand nombre de séquences d’ilots génomiques provenant de plusieurs bases de données spécialisées hétérogènes pour tester et affiner le modèle. Le modèle de classification repose sur la détection d’un ensemble de signatures protéiques nécessaires à la mobilité de l’élément. L'axe de recherche a pour finalité d'enrichir les annotations automatiques d'éléments génétiques mobiles dans les génomes bactériens, et proposer une prédiction de leur mécanisme de mobilité intercellulaire en se basant sur des signatures protéiques de gènes de mobilité intra- et inter-cellulaire.