Intégrons environnementaux, nouvelles perspectives des communautés microbiennes naturelles.

Environmental integrons, new insights from natural microbial communities.

• Auteur / Autrice : Eva Sandoval quintana
• Direction : Christine Cagnon, Beatrice Lauga
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Aspects moléculaires
• Date : Inscription en doctorat le 10/09/2018
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Exactes et leurs Applications
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences analytiques et de Physico-chimie pour l'Environnement et les Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Intégrons environnementaux

Communautés microbiennes

Adaptation

Métagénomique microbienne

Enrichissement CRISPR-Cas9

Environmental integrons

Microbial communities

Adaptation

Microbial metagenomics

CRISPR-Cas9 enrichment

Résumé

Les intégrons sont des éléments génétiques bactériens qui, grâce à leur intégrase et à leurs sites de recombinaison, permettent l'acquisition, l'expression et la dissémination de gènes disposés en cassettes. Célèbres pour leur rôle dans la propagation de la résistance aux antibiotiques en milieu clinique, les connaissances actuelles sur les intégrons proviennent essentiellement des intégrons cliniques. Cependant, les intégrons sont également rencontrés dans les environnements naturels, présentant une diversité remarquable et portant des cassettes de gènes liées au contexte environnemental. Ces observations soulèvent des questions quant aux implications plus générales des intégrons dans l'adaptation bactérienne. Cependant, la recherche sur les "intégrons environnementaux" a été entravée par des limites méthodologiques. La thèse propose de caractériser ces intégrons dits "environnementaux" et d'explorer leur lien avec les niveaux de contamination, qu'ils soient métalliques, organiques ou antibiotiques, dans divers environnements. Ce projet vise à répondre à une question fondamentale sur le rôle des intégrons chez les bactéries non pathogènes. Il permettra également d'évaluer le bénéfice de ces structures en réponse aux contaminants ainsi que le risque potentiel qu'ils représentent dans la propagation des résistances.

Les intégrons sont des éléments génétiques bactériens célèbres pour leur rôle dans la propagation de la résistance aux antibiotiques en milieu clinique. Dans les communautés microbiennes des environnements naturels, les intégrons sont omniprésents et présentent une diversité remarquable, ce qui soulève des questions quant aux implications plus générales des intégrons dans l'adaptation bactérienne. Cependant, jusqu'à présent, la recherche sur les intégrons environnementaux a été entravée par des limitations méthodologiques de manière que la plupart d'entre eux n'ont pas été caractérisés. La thèse propose de nouvelles approches pour récupérer et caractériser ces intégrons dits "environnementaux" pour mieux déterminer leur rôle. Les trois environnements que nous avons explorés nous ont permis d'approfondir nos connaissances sur les intégrons environnementaux. Les intégrons que nous avons identifiés sont largement associés à différents éléments génétiques mobiles que nous pourrions interpréter comme des signatures de la mobilité des régions qui les hébergent ou reflétant la dégénérescence de ces éléments. Nous avons également mis en œuvre une approche écogénomique qui a révélé la diversité et la distribution des intégrons le long d'un gradient environnemental dans un écosystème original. . Cette étude montre également que cet écosystème serait dépourvu d'intégrons cliniques contrairement à d'autres environnements naturels explorés dans la littérature à ce jour. Enfin, le développement d'une nouvelle stratégie en métagénomique microbienne nous a permis de dévoiler la structure d'un intégron environnementaux qui pourrait être adaptatif et de comprendre sa dynamique lors d'une contamination. Ce travail contribue à évaluer l'importance éco-évolutive des intégrons environnementaux.