Analyse de la variabilité génomique chez les bactéries. : Développement d’outils bio-informatiques et application à l’étude de la variabilité chez Staphylococcus aureus en fonction de l’hôte d’origine

par Nouri Ben Zakour

Thèse de doctorat en Bio-informatique

Sous la direction de Yves Le Loir.

Soutenue en 2006

à Rennes, ENSA en cotutelle avec Rennes .


  • Résumé

    Les génomes et, par conséquent, les phénotypes bactériens peuvent être très hétérogènes au sein d’une même espèce. Cette plasticité génomique peut être appréhendée par diverses techniques dont le Whole Genome PCR Scanning (WPGS, basé sur l’amplification des génomes par PCR longue portée). Au début de ce travail, aucun outil bio-informatique n’était disponible pour l’élaboration d’amorces dédiées à cette approche. GenoFrag, un logiciel de dessin d’amorces optimisées pour le WGPS a donc été développé. Il procède en deux étapes : une étape de sélection des amorces, basée sur une série de filtres, puis une étape de fragmentation du chromosome, basée sur une méthode de graphes. Les amorces générées par GenoFrag ont été testées sur la bactérie pathogène Staphylococcus aureus et sur quatre espèces de bactéries lactiques. Ces premiers travaux ont abouti au développement de GenoFrang2, une version plus conviviale et interactive qui diffère de la première version principalement par une sélection d’amorces basée sur l’évaluation précise de la stabilité thermodynamique des duplexes amorce-ADN matrice faisant appel à une étape d’indexation du génome. A l’aide de GenoFrag nous avons abordé l’étude de la variabilité génomique de S. Aureus en fonction de son hôte d’origine. Les souches isolées de l’home et de divers hôtes à sang chaud présentent en effet des phénotypes caractéristiques (biotypes) suggérant l’existence d’une spécificité d’hôte dont les bases génomiques sont inconnues. Le WGPS permet de tirer partie des nombreuses données de séquences disponibles sur les souches d’origine humaine pour étudier des souches d’origine animale, peu documentées. S. Aureus, agent fréquent de mammites chez les ruminants, provoque de lourdes pertes dans la filière laitière.


  • Résumé

    Bacterial genomes and consequently bacterial phenotypes can be highly heterogeneous among conspecific strains. This genome plasticity may be analysed by numerous techniques including Whole Genome PCR Scanning –WGPS, based on the LR-PCR amplification of the genomes to be studied). At the beginning of this work, there was non bioinformatic tool available for the design of primers dedicated to this approach. GenoFrag a software package for the design of primers optimised for WGPS was developed. It works in two steps : first a primer selection step based on a suite of filters, second a chromosome fragmentation step based on the graph method involving combinatorial optimisation. The primers designed by GenoFrag were successfully tested on the pathogenic bacterium Stahylococcus aureus and four species of the food grade lactic acid bacteria. These works led to the development of GenoFrag2 a more user-friendly and interactive version, which diverges from the previous version by a primer selection step based on an accurate estimation of the thermodynamic stability of the primer-template duplexes requiring the indexation of the genome. A set of primers was designed par GenoGrag and used to analyse the genome variability in S. Aureus with regard to the host. Strains isolated from human and other warm-blooded hosts indeed present phenotype characteristics (biotypes) suggesting the existence of a host specificity which bases are unknown. WGPS enables to animal strains. S. Aureus is the causative agent of mastitis in ruminants and induces great economical loss in the dairy production.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (177 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 161-177 p.

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  • Bibliothèque : AGROCAMPUS OUEST. Bibliothèque Générale de Rennes.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : J 1
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