Phylogénomique des eucaryotes

par Luis javier Galindo GonzáLez

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Purificacion Lopez-garcia et de David Moreira.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Structure et Dynamique des Systèmes Vivants , en partenariat avec ESE Écologie, Systématique et Évolution (laboratoire) , Diversité,Ecologie et Evolution Microbiennes (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Malgré l'étonnante variété de plantes, d'animaux et de champignons macroscopiques, la plupart de la diversité biologique est microbienne. Établir des relations évolutives entre les groupes microbiens se révèle difficile. Ceci explique pourquoi il n'existe pas une phylogénie complètement résolue pour les eucaryotes, et avec elle, l'évolution traçable des diverses caractéristiques eucaryotes (par exemple la multicellularité, ou la capacité à précipiter les minéraux). Sur la base des connaissances actuelles, les eucaryotes forment plusieurs larges supergroupes monophylétiques. Cependant, plusieurs lignées importantes restent à placer précisément dans l'arbre eucaryote et l'ordre relatif d'émergence de ces supergroupes est incertain. Une partie de cette incertitude vient du biais d'échantillonnage, étant donné que les eucaryotes cultivés représentent une fraction mineure de la diversité existante dans l'environnement. Au cours des quinze dernières années, des outils moléculaires basés sur le séquençage d'amplicons du gène ARNr 18S (via le clonage et Sanger Soit ou via des méthodes de séquençage haut débit) et sur des analyses métagénomiques, ont permis de découvrir une grande diversité d'eucaryotes microbiens dans de nombreux environnements différents. La plupart des séquences identifiées correspondent à des groupes avec des membres déjà décrits, mais ce n'est pas le cas d‘autres groupes de séquences. Parmi eux, certains occupent des positions basales dans l'arbre des eucaryotes ou à la base de supergroupes et pourraient donc être utiles pour résoudre les relations évolutives des ecuaryotes et inférer leurs caractéristiques ancestrales. Les principaux objectifs de cette thèse sont : i) obtenir un aperçu de la diversité des microorganismes eucaryotes à partir d'échantillons sélectionnés provenant d'habitats peu étudiés (à travers des approches de type single-cell genomics) afin d'identifier des nouvelles lignées divergentes, ii) générer par des approches single-cell des génomes/transcriptomes à partir de lignées divergentes produisant des biominéraux spécifiques, plus particulièrement de lignées non cultivées; iii) l'identification des gènes impliqués dans la biominéralisation, et iv) faire des analyses phylogénomiques pour améliorer la phylogénie globale des eucaryotes, caractériser le dernier ancêtre commun aux eucaryotes et suivre l'évolution de la biominéralisation contrôlée, potentiellement utile pour dater des noeuds spécifiques dans l'arbre phylogénétique et / ou d'autres traits de groupe de diagnostiques.

  • Titre traduit

    Deep eukaryotic phylogenenomics


  • Résumé

    Despite the astonishing variety of plants, animals and macroscopic fungi, most eukaryotic diversity is microbial. Establishing evolutionary relationships among microbial groups has proved difficult. This explains why a fully resolved phylogeny for eukaryotes is still lacking, and with it, the traceable evolution of articular eukaryotic features (e.g. multicellularity, the ability to precipitate particular minerals). Based on current knowledge, eukaryotes form several large monophyletic supergroups. However, several important lineages remain to be anchored in the eukaryotic tree and the relative order of emergence of those supergroups is uncertain. Part of this uncertainty comes from taxon sampling bias, since cultured eukaryotes represent a minor fraction of their natural diversity. Over the past fifteen years, molecular tools based on 18S rRNA gene amplicon sequencing (either via cloning and Sanger or via high-throughput sequencing methods) and metagenomic analyses, have uncovered a wide diversity of microbial eukaryotes in many different environments. Many of the sequences identified correspond to groups with described members but many others correspond to clades without described members. Among them, some occupy basal positions at the base of the eukaryotic tree or large supergroup branches and might therefore be useful to resolve their evolutionary relationships and infer their ancestral features. The main objectives of this thesis is i) to obtain a single-cell based overview of microeukaryotic diversity from selected poorly studied habitats in order to identify deeply branching microeukaryotes, ii) generate single-cell amplified genomes/transcriptomes from phylogenetically divergent lineages and microeukaryotes producing specific biominerals, especially from uncultured lineages, iii) identify functional genes involved in biomineralization, and iv) make phylogenomic analyses to improve the global phylogeny of eukaryotes, characterize last common eukaryotic ancestors and trace the evolution of controlled biomineralization, potentially useful to date specific nodes in the tree, and/or other group diagnostic traits.