Caractérisation d’éléments transposables de type mariner chez les microalgues marines

par Dorothée Hermann

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Annick Manceau et de Nathalie Casse.

Soutenue le 16-03-2011

à Le Mans , en partenariat avec Laboratoire Mer, Molécules, Santé (Le Mans) (laboratoire) .


  • Résumé

    Les éléments transposables (ET) sont des séquences d‟ADN capables de se déplacer dans les génomes qui les hébergent. Les ET de type mariner (mariner-like element : MLE) ont été caractérisés chez les animaux et chez les plantes à fleurs terrestres mais pas chez les microalgues marines. Dans le présent travail, les MLE ont été recherchés chez les diatomées marines (Bacillariophycées) qui sont des microalgues possédant une enveloppe externe siliceuse. Elles ont colonisé tous les milieux aquatiques et constituent une part majeure du phytoplancton; de ce fait, elles jouent un rôle écologique clé dans le milieu marin.La caractérisation des MLE des diatomées a été réalisée au moyen d‟approches moléculaire et bio-informatique. La présence de MLE dans le génome de 10 espèces de diatomées a été mise en évidence grâce à l‟amplification de fragments d‟environ 380 pb. Ces fragments correspondent à une partie de la séquence conservée codant l‟enzyme responsable de la transposition des MLE : la transposase. L‟analyse des séquences obtenues, par des méthodes phylogénétiques, ainsi que la classification des MLE de diatomées mettent en évidence leur appartenance au groupe des MLE végétaux de la superfamille Tc1-mariner. Néanmoins, les séquences MLE de diatomées divergent considérablement par rapport aux MLE des plantes terrestres. Afin de déterminer si les diatomées ont la capacité de produire la transposase, l‟expression des MLE a été recherchée chez des diatomées soumises à des stress thermiques de courte durée (5 h). Nos travaux montrent que les MLE sont exprimés chez les trois espèces testées incluant la diatomée modèle Phaeodactylum tricornutum dont le génome a été séquencé récemment. L‟expression des MLE des diatomées est variable selon les conditions thermiques et selon les espèces.L‟ensemble de nos résultats suggère que les MLE sont ubiquistes dans les génomes de diatomées et qu‟ils sont présents de manière ancestrale dans la lignée végétale. Les MLE des diatomées forment trois nouvelles sousfamilles de la superfamille Tc1-mariner, la plus répandue des superfamilles d‟ET. De plus, leur expression suggère qu‟il existe des MLE capables de se déplacer dans le génome des diatomées. Si la transposition était vérifiée, ils pourraient alors être développés comme outils de mutagenèse.

  • Titre traduit

    Characterisation of transposable mariner like elements in marine diatoms


  • Résumé

    Transposable elements (TE) are sequences able to move between two loci in the host genomes. Mariner-like element (MLE) are well characterized in animal and land plant genomes but not in marine microalgae. In this work, we have looked for MLE in marine diatoms (Bacillariophyceae) that are microalgae having a siliceous wall. They have colonized all aquatic environments and are a major component of the phytoplankton, so they play a major role in the ecology of marine environments.To characterize the diatom MLE, molecular and bio-informatics approaches were used. The presence of MLE was detected in ten diatom species which exhibited sequence fragments of about 380 pb. These fragments were identified as a section of the conserved sequence which encodes the enzyme responsible for MLE transposition, the transposase. Phylogeny and classification analysis of these fragments revealed that diatom MLE belong to the Tc1-mariner superfamily, and more precisely to the vegetal MLE group. Nevertheless, diatom MLE sequences diverged from the flowering plant MLE. In order to determine if MLE transposase is produced in diatoms, MLE expression was looked for in diatoms under thermal stresses. Our results showed that diatom MLE were expressed in the three species tested, including the model diatom Phaeodactylum tricornutum which was completely sequenced recently. Diatom MLE expression was dependent on the thermal conditions and on the species.Our results suggest that MLE are widespread in diatom genomes and that they have an ancestral presence in the green lineage. Diatom MLE cluster in three subfamilies in the huge ET Tc1-mariner superfamilly. Finally, the diatom MLE expression detected could reflect the existence of active MLE in diatom genomes. If this hypothesis were verified, it could lead to the development of mutagenesis tools.


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