Evolution des génomes chez les bactéries du super-phylum Planctomycetes-Verrucomicrobiae-Chlamydia

Informations générales
Nom
Salle
Prénom
Sandrine
Diplôme
Thèse
Année
2016
Détails de la thèse/HDR
Université
Jury
Gilbert Greub
Pascal Simonet
Didier Raoult
Gilbert Greub
Pascal Simonet
Directeur (pour les thèses)
Pierre Pontarotti
Pierre Pontarotti
Didier Raoult
Résumé en français
La compréhension de l'évolution des génomes est un des enjeux clé de la biologie actuelle. Cela induit l'identification des événements génétiques affectant les génomes au cours du temps, mais aussi la détermination des relations entre les génomes, les phénotypes et l'environnement des organismes.
Nous avons rédigé une revue de la littérature consacrée à la contribution de la génomique dans la compréhension de la diversité, de l'évolution et des causes génétiques de phénotypes d'un super-phylum bactérien appelé super-phylum PVC (pour Planctomycetes, Verrucomicrobiae et Chlamydiae). Ces bactéries proviennent d'environnements variés et présentent des caractéristiques phénotypiques particulières, dont certaines ne sont retrouvées que dans ce groupe. Les analyses génomiques ont révélé la grande diversité de ces espèces, mais ont aussi permis de reconstruire l'évolution de leurs génomes et dans certains cas, d'expliquer l'apparition de phénotypes particuliers. Plusieurs caractéristiques morphologiques ou physiologiques restent cependant mal expliquées, que ce soit leur origine ou leur évolution, entre autre à cause du manque de données disponibles. Une partie de notre travail était consacré à l'étude de l'évolution et de l'impact de la présence d'un plan cellulaire particulier chez les bactéries PVC. Ce plan cellulaire est sujet a différentes interprétations et induirait la compartimentation des cellules en deux régions distinctes dont l'une contiendrait le nucléoside. Les résultats obtenus semblent indiquer que cette caractéristique n'affecte pas les génomes bactériens, sa fonction reste donc pour l'instant indéfinie. En revanche les observations microscopiques réalisées sur deux espèces ont permis de mieux appréhender l'évolution de ce plan cellulaire. Si le phénotype ne semble pas, ou peu, avoir d'impact sur les génomes bactériens, nous avons détecté en revanche une contribution de l'environnement concernant la sélection des gènes transférés. Il semblerait que les gènes transférés soient en effet sélectionnés selon leurs fonctions par les différents environnements.
Nos travaux ont donc permis d'améliorer la compréhension des relations entre l'évolution, les phénotypes et l'environnement, en particulier chez les bactéries du super-phylum PVC, fournissant ainsi de nombreuses pistes de travail qui pourront être approfondie dans le futur.
Résumé en anglais
The comprehension of genomes evolution is a key issue of modern biology. This induces the identification of genetic events occurred in history of genomes and also the determination of relations between the genomes, phenotypes and environments.
We wrote a review dedicated to the genomic contribution in comprehension of diversity, evolution and genetic causes of phenotypic features, in a bacterial super-phylum named PVC (for Planctomycetes, Verrucomicrobiae and Chlamydiae). These bacteria are distributed in varied environments and present specific phenotypic characteristics, whom some of them are identified only in this group. Genomic analyzes revealed the important diversity of these species and allow also to reconstruct the genomes evolution and, in some cases, to explain the presence of specific phenotypes. Due to the lack of information, it is difficult to define the origins and evolution of all specific phenotypes. One part of our work was dedicated to the study of evolution and impact of one of this phenotype, the special cell plan detected in PVC bacteria. This original cell plan is subject to different interpretations and induces the compartmentalization of cells in two different regions, whom one containing the nucleoid. Our results indicate that this feature has probably no impact on bacterial genomes, so, its function is still unknown. Microscopic observations of two species from PVC super-phylum permit to better understand the evolution of the special cell plan. Conversely to the phenotype, the environment seems to contribute in the genomes evolution, by selection of genes transferred. Genes transferred are probably selected according to their functions by the different environments.
Our works allowed to improve the knowledge about relations between evolution, genomes, phenotypes and environment, especially in bacteria from PVC super-phylum, providing new information for future works.