Méthodes bioinformatiques d'analyses de données génomiques, transcriptomiques et cliniques pour l'étude des mécanismes de résistances aux drogues et leurs relations avec la formation de biofilms

par Virginie Calderon

Thèse de doctorat en Bioinformatique

Sous la direction de Gwennaële Fichant et de Sophie de Bentzmann.

Soutenue en 2013

à Toulouse 3 .

mots clés

• Chaperon-Usher
• Evolution
• Transcriptomique
• Dynamique
• Adhésion
• Résistance
• Génome -- Thèses et écrits académiques
• Transcription génétique -- Thèses et écrits académiques
• Bioinformatique -- Thèses et écrits académiques
• Biofilms -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Les gènes de la voie Chaperon-Usher, permettant l'assemblage à la surface des bactéries de fimbriae impliqués dans l'adhésion et la formation de biofilm, sont majoritairement trouvés dans les génomes des bactéries à Gram négatif. Le développement d'une nouvelle stratégie d'annotation et de classification, l'analyse évolutive et la reconstruction des états ancêtres ont permis de déterminer les dynamiques évolutives de ces systèmes impliquant des gains et pertes multiples et des évènements de recombinaison homologue au sein des génomes complets, d'un genre et d'une espèce. Pour mieux comprendre le lien entre formation de biofilm et résistance aux antibiotiques chez P. Aeruginosa, l'analyse de données transcriptomiques de souches cliniques et de laboratoire a permis d'établir i) des signatures d'expression particulières de souches cliniques en fonction du stade d'infection chez le patient et ii) de déterminer le régulon du régulateur de réponse PprB du système à deux composants PprA/PprB

Titre traduit

Bioinformatic methods for the analysis of genomic, transcriptomic and clinical data to study drug resistance mecanisms and their relationship with biofilm formation

Résumé

Genes from the Chaperon-Usher patway, allowing the assembly of fimbriae at the surface of bacteria involved in adhesion and biofilm formation, are mainly found in genomes from Gram negative bacteria. The developpement of a new stratgy of annotation and classification, the evolutive analysis and the ancestral state reconstruction allowed to determine the dynamics of these systems implying multiple gains and losses, and homologous recombination events within complete genomes, of a genus or a species. To understand the relationship between biofilm formation and antibiotic resistance in P. Aeruginosa, analysis of transcriptomic data from clinical and laboratory strains allows i) to establish specific expression signatures in clinical strains according to the stage of infection in the patient and ii) to determine the regulon of the response regulator PprB from the two-component system PprA/B