Real-time genomics to decipher atypical bacteria in clinical microbiology

par Kodjovi Dodji Mlaga

Thèse de doctorat en Biologie. Génomique et bioinformatique

Sous la direction de Jean-Marc Rolain.

Le président du jury était Anthony Levasseur.

Le jury était composé de Anthony Levasseur, Marie Kempf, Estelle Jumas-Bilak, Raymond Ruimy.

Les rapporteurs étaient Marie Kempf, Estelle Jumas-Bilak.

  • Titre traduit

    Génomique en temps réel appliquée aux bactéries atypiques en microbiologie clinique


  • Résumé

    L'objectif de notre thèse est d'appliquer la génomique en temps réel pour déchiffrer les caractéristiques génomiques bactériennes et les événements de recombinaison du génome des bactéries atypiques ainsi que leur impact sur les maladies infectieuses. Au cours de ma thèse, nous avons effectué une revue sur les outils bioinformatiques les plus courants utilisés en microbiologie clinique et mis en évidence l’impact de la recombinaison sur le comportement des bacteries. Le deuxième projet de notre thèse est de déchiffrer une epidémis de Staphylococcus saprophyticus causant des infections urinaires en utilisant la technologie MALDI-TOF MS et une analyse comparative du génome de S. saprophyticus pour comprendre leur évolution génomique. Nous avons démontré qu'il existe un groupe de S. saprophyticus géographiquement restreint à Marseille comparé au souches de Nice. De plus, nous avons montré que S. saprophyticus qui était initialement considéré comme une bactérie saprophyte a evolué pour devenir une bactérie pathogène à travers des recombinaisons massives et des « single nucleotide polymorphism », résultant d'une perte significative de gènes. Le troisième projet de notre thèse est une analyse comparative des génomes d'Enterococcus faecalis et d'E.faecium isolé chez l'homme, les animaux et l'environnement pour déchiffrer la différence de propagation et l'acquisition de déterminants antimicrobiens. Nous avons démontré qu'il existe une association directe entre l'absence de système CRISPR, la présence du gène ardA et l'acquisition de gènes de résistance à la vancomycine, qui différencient E. faecalis de E. faecium. Enfin nous avons decrit un nouveau genre bacterien Nissabacter.


  • Résumé

    The objective of our thesis is to applied the Real-time genomic approaches to decipher bacterial genomic features and genome recombination events of atypical bacteria and their impact on infectious diseases. During my thesis, we have reviewed the most common bioinformatics tools applicable in clinical microbiology and highlight how bacterial genome recombination have impacted their behaviour. The second project of our PhD is to decipher a community outbreak of Staphylococcus saprophyticus involved in (UTI) using MALDI-TOF MS technology and a comparative genome analysis of clinical and non-clinical S. saprophyticus to understand their genomic evolution. We demonstrated that there is a geographically restricted cluster of S. saprophyticus circulating in Marseille community as compared to Nice. Moreover, we showed that S. saprophyticus which was initially considered as a saprophytic bacterium has drifted to becoming a pathogenic bacterium through massive genome recombination and single nucleotide polymorphism events, resulting from a significant loss of genes. The third project of our work is a comparative genome evolutionary analysis of Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium isolated from human, animals, and environment to decipher the difference in spread and the acquisition of antimicrobial determinants. We demonstrated that there is a direct association between the absence of CRISPR system, the presence of gene ardA and the acquisition of vancomycin resistance genes, which differentiate E. faecalis from E. faecium. Our final project was focused on the discovering of a new genus Nissabacter and its description.


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