A viral metagenomic approach to study taxonomic and functional diversity of viral communities from the environment to humans

par Laura Fancello

Thèse de doctorat en Pathologie humaine. Maladies infectieuses

Sous la direction de Didier Raoult et de Christelle Desnues.

Le président du jury était Bernard La Scola.

Le jury était composé de Didier Raoult, Christelle Desnues, Renaud Mahieux, Patrick Forterre, François Enault.

Les rapporteurs étaient Renaud Mahieux, Patrick Forterre.


  • Résumé

    Les virus sont les entités biologiques les plus abondantes et diversifiées sur Terre et leur diversité est encore très peu connue. Récemment, la métagénomique virale a facilité l'exploration de cette diversité. Néanmoins, la plupart des viromes environnementaux générés à ce jour proviennent de régions tempérées et la plupart des viromes humains proviennent d’échantillons de selles, sang ou de prélèvements oro-naso-pharyngés. L'objectif de mon travail de thèse était d’apporter de nouvelles connaissances sur les communautés virales d’environnements et d’échantillons humains les moins étudiés en utilisant une approche de métagénomique virale.La première partie de cette thèse est une revue des principaux outils d'analyse des métagénomes viraux. La deuxième partie présente la première étude de métagénomique virale dans le désert du Sahara. Dans la troisième partie de ma thèse, je présente de viromes associés a l'Homme: i) le premier métagénome viral issu d'un coprolithe humain du Moyen Âge; ii) la première étude de métagénomique virale sur de liquides péricardiques provenant de patients atteints d’une péricardite infectieuse d'origine inconnue; iii) une analyse fonctionnelle de métagénomes viraux précédemment publiés associés aux expectorations de patients atteints de mucoviscidose qui décrit les gènes de résistance aux antibiotiques portés par les bactériophages dans ces patients.Ce travail présente ainsi des données inédites sur certaines communautés virales peu étudiées et confirme le potentiel de la métagénomique virale pour étudier la diversité virale, révéler la présence de virus inattendus ou inconnus et comprendre leur rôle dans leur écosystème d’origine.


  • Résumé

    Viruses are the most abundant and diverse organisms but little is known about their diversity. Recently, viral metagenomics has allowed performing broad unselective exploration of uncultivated viral communities, bypassing the limits of classical viral detection tools. However, most viral metagenomes are generated from temperate regions (for environmental studies) or from modern stool samples, sera/blood and naso-/oro- pharyngeal samples (for human-associated studies). Therefore, the purpose of my thesis is to study viral communities in the least investigated environments or human samples, using viral metagenomics.The first part of my thesis is a review of the main computational tools for the analysis of viral metagenomes. The second part of my thesis presents the first viromes generated from the Sahara desert. In the third part, I investigate human-associated viral communities: i) the first virome from a human coprolite; ii) the first viromes generated from human pericardial fluids, in idiopathic pericarditis cases; ii) a functional-level investigation of previously described viral metagenomes from cystic fibrosis patient sputa that focuses on antimicrobial resistance genes carried by bacteriophages to better understand the emergence of multidrug-resistance bacteria in the airways of cystic fibrosis patients.This thesis work provides original data on unexplored viral communities and shows the potential of viral metagenomics to give insights on viral diversity, reveal the presence of expected and unexpected viruses and decipher their role in the ecosystem.


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  • Détails : 1 vol.(236 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 148 réf.

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