Transfert latéral de séquence

• Auteur / Autrice : Thi Phuong Le
• Direction : Pierre Pontarotti, Didier Raoult
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Bioinformatique et génomique
• Date : Soutenance le 14/03/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche sur les maladies infectieuses et tropicales émergentes (Marseille) - Laboratoire d’analyse, topologie, probabilités (UMR 6632) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Patricia Renesto
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Pontarotti, Didier Raoult, Patricia Renesto, Olivier Poch, Etienne Danchin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Poch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phylogénie

ADN mitochondrial

Transfert horizontal de gène

Alphaproteobacteria

Évolution moléculaire

Protéobactéries alpha

Mots clés libres

Transfert latéral de séquence, alphaproteobacteries, Rickettsiales, mitochondries

Transfer sequence lateral, alphaproteobacteria, Rickettsiales, mitochondria

Résumé

Le transfert latéral de séquences (LST) joue un rôle critique dans l'évolution des bactéries. Les alphaprotéobactéries (ALPs), avec leurs différentes tailles, leurs divers modes de vie et leurs "mobilome", constituent un modèle idéal pour étudier l'histoire évolutive des bactéries. Le "rhizome" représente la diversité des origines des gènes chez ces alphaprotéobactéries : ceci est notamment observable chez les Rickettsiales, appartenant aux ALPs, qui possèdent des génomes en mosaïque. Toutefois, les ALPs contribuent également aux contenus génomiques de différents génomes bactériens comme eucaryotes. De plus, plusieurs gènes codant pour les ribosomes chez les ALPs ont participé à la formation des mitochondries. En premier lieu, nous avons ici mis en place une approche pour mettre en évidence l'histoire évolutive des LSTs. Cette approche est basée sur l'établissement de profils phylétiques, suivi de la recherche de séquences homologues, la reconstruction phylogénétique et enfin la définition des séquences transferts basée sur l'utilisation d'un motif spécifique. Nous avons ainsi montré que 42 gènes des Rickettsiales sont issus de transferts provenant de différentes espèces des trois domaines de la vie. Cette approche est applicable à l'étude de LSTs pour un grand nombre de génomes d'intérêt. Deuxièmement, nous avons séquencé et annoté le génome d'Odyssella thessalonicensis, puis étudié l'histoire évolutive de la mitochondrie, de Candidatus Pelagibacter ubique (CPu), d'O. thessalonicensis et des alphaprotéobactéries. Nos résultats montrent que CPu provient probablement d'un ancêtre intracellulaire facultatif en commun avec les espèces de Rickettsiales.

Lateral sequence transfer (LST) plays a critical role in the bacterial evolu- tion. Alphaproteobacteria with different genomes in size, their diverse lifestyles and their "mobilome" are an ideal model for studying the evolutionary history of the bacteria. The different origins of genes of alphaproteobacteria species can be represented as a "rhizome". In constrast, the alphaproteobacteria contributed in the creation of different genomes such as bacteria, eukaryotes (the nematod, the insect). Moreover, many ribosomal genes of alphaproteobacteria have participated in the formation of the mitochondria. In the first part, we have done an approach to define LSTs. This approach is primarily based on the application of phylogenetic profiles, followed by the search for homologous sequences, then the phylogenetic reconstruction, and finally the definition of sequence transfer by a specific pattern. We found that 42 instances of transfers of Rickettsiales came from distantly related species of different domains of life (eukaryote, bacteria, archaea). We can apply this approach for studying LSTs of greater genomes of interest. In the second part, we sequenced and annotated the Odyssella thesalonicensis, then studied the evolutionary history of mitochondrion, Candidatus Pelagibacter ubique, O. thessalonicensis and alphaproteobacteria. Our results showed that Candidatus Pelagibacter ubique has probably originated from an ancestor facultative intracellular with Rickettsiales species.