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Dissertationen zum Thema „Génomique intégrative“
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Carat, Solenne. „Génomique intégrative du coactivateur transcriptionnel PRC“. Nantes, 2010. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=e47e15ea-a685-4ec3-9239-0a8bf6758367.
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L’avènement ces dernières années de technologies à haut débit comme les puces à ADN et plus récemment le « séquençage nouvelle génération » permet maintenant une analyse exhaustive du génome à différents niveaux de régulation parmi lesquels la mesure de l’expression de l’ensemble des gènes d’une cellule, les interactions ADN - facteurs de transcription, ou encore la méthylation de l’ADN. Il devient alors indispensable d’intégrer ces différentes données afin de pouvoir comprendre puis modéliser tous les mécanismes mis en jeu pour le fonctionnement global d’une cellule. Cette compréhension permettra alors de mieux appréhender les sources de dérégulation à l’origine de nombreuses pathologies. L’objectif de mon travail de thèse est de comprendre l’impact du coactivateur transcriptionnel PRC (PGC-1 Related Coactivator) sur la coordination de la prolifération mitochondriale et cellulaire, à partir de cellules de la lignée tumorale humaine XTC. UC1, riche en mitochondries. Pour cela, PRC et les facteurs de transcription ERRa, NRF1, GABP, CREB et YY1 impliqués dans ces deux processus ont été étudiés par ChIP-chip. Les gènes positifs pour ces différents facteurs sont alors comparés au transcriptome des mêmes cellules sous l’effet d’un siRNA PRC. L’intégration de ces différentes données de transcriptome et de ChIP-chip, couplées à des études de découverte de motifs, permettra ainsi de construire des réseaux de régulation transcriptionnelle nécessaires à la compréhension des voies d’action de PRC. Ces réseaux rendront possible la détection de cibles thérapeutiques permettant de corriger un état pathologiqueEmergence over the last few years of high throughput technologies like DNA microarray and more recently next generation sequencing now allows an exhaustive analysis of genome with several regulation levels including expression measure of all cell genes, DNA – transcription factors interactions, and also DNA methylation. It thus becomes indispensable to integrate these different data to be able to understand and then to model all these mechanisms involved in global cell function. This understanding will then enable to apprehend the sources of deregulation involved in many pathologies. The goal of my PhD is to understand the impact of PRC (PGC-1 Related Coactivator) transcriptional coactivator on the coordination of mitochondrial and cellular proliferation, from human tumor cell line XTC. UC1, rich in mitochondria. To do so, PRC and transcription factors ERRa, NRF1, GABP, CREB and YY1 involved in these two processes have been studied with ChIP-chip. Positive genes for these transcription factors are then compared with transcriptome of the same cells under siRNA PRC effects. Integration of these different data of transcriptome and ChIP-chip, coupled with study of motifs discovery, will allow to construct the transcriptional regulatory networks necessary to the understanding of PRC pathways. These networks will make possible the detection of therapeutic targets allowing to correct pathological condition
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Raharijaona, Mahatsangy. „De la génomique fonctionnelle vers la génomique intégrative de pathologies humaines“. Nantes, 2009. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=25b4b481-43e1-4f92-972a-91de3442828f.
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L'achèvement du séquençage du génome humain ainsi que celui de nombreux organismes a contribué à l'explosion de la génomique. Cette discipline s'attache notamment à la façon dont un génome s'exprime, au mode d'action des gènes, à l'étude de l'ensemble des produits qu'il code dans un système biologique donné. Des technologies de mesure du statut du génome à grande échelle, comme les biopuces que nous avons utilisées dans cette thèse, ont été mises en oeuvre. Ce travail a porté sur l'étude des variations du transcriptome dans différentes conditions physiologiques ou pathologiques. Nous avons pu mesurer l'influence de facteurs génétiques et environnementaux, détecter des biomarqueurs ou des profils d'expression spécifiques de sous-classe pathologiques dans des lymphomes et dans des maladies thyroïdiennes. Afin de comprendre des mécanismes moléculaires sous-jacents de ces modifications d'expression, nous avons progressivement intégré d'autres données génomiques. Ceci incluait la détection de délétions ou d'amplifications de régions génomiques par puces CGH, ou l'identification de sites de liaison de facteurs de transcription sur l'ADN par analyse bioinformatique ou par ChIP-chip. Par cette approche combinée, une modélisation de réseaux biologiques est alors envisageable. Elle permettra de mieux comprendre le fonctionnement d'un système biologique, suscitant de nombreux espoirs dans la recherche de cibles thérapeutiques encore plus pertinentesThe complete human genome sequence has contributed to the expansion of genomics. This field notably describes how a genome is expressed, how some sets of genes and their products work together in biological systems. High-throughput technologies for genome research, like microarrays which were used in this thesis, were set up. This work deals with transcriptomic variations observed in different physiological or pathological conditions. We appreciated the effect of genetic and environmental factors on expression profiles, to detect biomarkers specific to pathological subclasses of lymphoma and thyroid lesions. To understand molecular mechanisms underlying these gene expression modifications, we integrated gradually other genomic data. This included detections of genomic deletions or amplifications using CGH arrays, or the identification of transcription factor binding sites by sequence analysis or by ChIP-chip methodology. With this combined approach, modeling biological networks modeling is then conceivable. It will allow a better understanding of a biological system and to detect more reliable therapeutic targets
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Roche, Magali. „Analyse intégrative génomique et épigénomique de tumeurs hypophysaires à prolactine“. Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01070145.
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De nombreux modèles ont été proposés pour expliquer les mécanismes de développement et de progression tumorale, néanmoins certains aspects comme la nature et la hiérarchie des altérations primaires et secondaires sont encore discutés. Pour répondre à ces questions, nous nous sommes intéressés à la progression tumorale des tumeurs hypophysaires à prolactine humaines. Ces tumeurs d'origine monoclonale sont souvent bénignes mais certaines présentent un phénotype agressif voire malin. Afin d'identifier les mécanismes impliqués dans la progression vers le phénotype agressif nous avons utilisé des techniques de génomique intégrative (puces à ADN, séquençage haut débit) couplant l'étude du transcriptome, du génome (variation du nombre de copie chromosomique, polymorphismes) et du miRNome à partir des mêmes échantillons tumoraux. Par cette stratégie nous avons identifié et hierarchisé des altérations spécifiques des tumeurs agressives et / ou malignes dans un modèle expliquant la progression tumorale des tumeurs hypophysaires à prolactine humaines. Nous avons montré que la sous-expression des microARNs miR-183, miR-744 et miR-98 stimule la prolifération via la surexpression de leurs cibles KIAA0101, TGFB1 et E2F2 spécifiquement dans les tumeurs agressives. Ceci entraine l'acquisition d'altérations chromosomiques (perte du chromosome 11 et le gain du chromosome 1q) permettant l'activation de la dissémination métastatique. Enfin, ce travail montre que l'approche de génomique intégrative multidimensionnelle permet d'apporter de nouveaux éléments pour la caractérisation des phénotypes tumoraux, le diagnostic des tumeurs agressives et la prédiction du comportement tumoral
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Sanya, Daniel Ruben Akiola. „Biologie intégrative du métabolisme lipidique chez les levures du genre Blastobotrys“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLA002/document.
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Les levures oléagineuses ascomycètes font partie des productrices de lipides les plus connus de notre époque. Elles peuvent produire des lipides, des molécules chimiques dérivées et des acides organiques à partir de sucres simples ou complexes. Nous avons choisi les levures du genre Blastobotrys afin de définir un nouvel organisme modèle pour la production d'acides gras et de lipides, car ces levures sont capables de synthétiser et de stocker naturellement 15 à 25% de lipides dans leur biomasse sèche à partir de glucose et xylose, soit plus que Yarrowia. lipolytica dans les mêmes conditions. La plupart des études d'ingénierie métabolique connues ont utilisé les levures du genre Blastobotrys dans une logique de production de molécules différentes des lipides. Nous avons caractérisé les traits oléagineux de deux souches appartenant à deux espèces du genre Blastobotrys, en utilisant comme substrats du glucose, xylose, glycérol, fructose, cellobiose, saccharose, galactose avec un rapport C/N de 60. La plus forte production de lipides vient du cellobiose (35%) et du glucose (32%).Ensuite, afin de mieux comprendre le métabolisme des lipides des levures du genre Blastobotrys, nous avons exploré l'effet de la température sur leur physiologie, production de lipides et le profil lipidique en utilisant un milieu YNB contenant 30 g/L de glucose. Nous n'avons pas trouvé de différence marquée de transition de formes entre les formes hyphes et les levures en milieu YNB sous l’effet de quatre températures (28°C, 37°C, 42°C, 45°C), mais la production des lipides est favorisée à 28°C et le C18:1 est l'acide gras le plus abondant dans le profil lipidique. Nous avons transformé avec succès l’espèce B. raffinosifermentans grâce au système Xplor2. Nous avons pu augmenter l'accumulation de lipides en sur-exprimant deux diacylglycérol acyltransférase endogènes, DGA1 et DGA2. Le niveau d’expression élevé de DGA1 dans nos mutants n’est pas corrélé à une production élevée de lipides alors que celui de DGA2 l’est. Notre meilleure souche, dérivée de la souche parentale G1212, a produit 26,5% de lipides à partir de 30 g/L de glucose en culture en flasque. Ce travail représente l’une des premières ingénieries métaboliques de souches de Blastobotrys pour la production de lipides. Ce sont donc des levures oléagineuses comme Y. lipolytica avec un potentiel biotechnologique avéréAscomycetous oleaginous yeasts are among the highest known producers of lipids of our era that may supply lipids compounds, derived chemicals and organic acids from simple or complex carbon sources. We chose oleaginous yeasts species of Blastobotrys genus for defining a new model organism for fatty acid production and lipids, because these oleaginous yeasts natively produce higher lipids rate than Yarrowia lipolytica in the same conditions and can metabolize glucose and xylose. Most of the metabolic engineering studies on these yeast species focused on other molecules compounds than lipids. We characterized the oleaginous traits of two strains belonging to two different species of genus Blastobotrys, using glucose, xylose, glycerol, fructose, cellobiose, sucrose, galactose, starch and oleic acid as substrates with a C/N ratio of 60. We found the higher lipid production (35%) on cellobiose and glucose (32%).Next, in order to further understand the lipid metabolism in Blastobotrys, we explored the effect of temperature on cell physiology, lipid production and lipid profile using YNB medium with 30 g/L glucose. No markedly transition were found from the hyphae to budding form or reversely on YNB medium under four temperatures (28°C, 37°C, 42°C, 45°C). The lipids production is favored at 28°C and C18:1 is the most abundant fatty acid in the lipid profile. We successfully transformed the yeast species B. raffinosifermentans using the Xplor2 system. We increased lipid accumulation by over-expressing two native diacylglycerol acyltransferase genes, DGA1 and DGA2. Our best strain, derived from the parental strain G1212, produced 26.5 g/L lipid from 30g/L glucose in shake-flask experiments. This strain also produced citric acid like Y. lipolytica. We didn’t find significant overall elevated expression in lipid synthesis pathway for DGA1 gene when lipid production was favored on contrary to DGA2 gene. This work represents one of the first metabolic engineering of B. adeninivorans for lipid production
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Fu, Yu. „Analyse intégrative de données génomiques et pharmacologiques pour une meilleure prédiction de la réponse aux médicaments anti-cancer“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS560.
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Analyse intégrative de données génomiques et pharmacologiques pour améliorer la prédiction de la réponse aux thérapies cibléesL'utilisation de thérapies ciblées dans le contexte de la médecine personnalisée du cancer a permis d’améliorer le traitement des patients dans différents types de cancer. Cependant, alors que la décision thérapeutique est basée sur une unique altération moléculaire (par exemple une mutation ou un changement du nombre de copies d’un gène), les tumeurs montrent différents degrés de réponse. Dans cette thèse, nous démontrons que la décision thérapeutique basée sur une unique altération n’est pas optimale et nous proposons un modèle mathématique intégrant des données génomiques et pharmacologiques pour identifier de nouveaux biomarqueurs prédictifs de la réponse thérapeutique. Le modèle a été construit à partir de deux bases de données de lignées cellulaires (the Genomics of Drug Sensitivity in Cancer, GDSC and the Cancer Cell Line Encyclopedia, CCLE) et validé avec des données de lignées et des données cliniques. De plus, nous avons également développé une nouvelle méthode pour améliorer la détection des mutations somatiques à partir de données de séquençage d'exomes complets et proposons un nouvel outil, cmDetect, disponible gratuitement pour la communauté scientifiqueIntegrated analysis of genomic and pharmacological data to better predict the response to targeted therapiesThe use of targeted therapies in the context of cancer personalized medicine has shown great improvement of patients’ treatment in different cancer types. However, while the therapeutic decision is based on a single molecular alteration (for example a mutation or a gene copy number change), tumors will show different degrees of response. In this thesis, we demonstrate that a therapeutic decision based on a unique alteration is not optimal and we propose a mathematical model integrating genomic and pharmacological data to identify new single predictive biomarkers as well as combinations of biomarkers of therapy response. The model was trained using two public large-scale cell line data sets (the Genomics of Drug Sensitivity in Cancer, GDSC and the Cancer Cell Line Encyclopedia, CCLE) and validated with cell line and clinical data. Additionally, we also developed a new method for improving the detection of somatic mutations using whole exome sequencing data and propose a new tool, cmDetect, freely available to the scientific community
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Prifti, Edi. „Une approche bioinformatique intégrative pour la recherche de cibles physiopathologiques dans les maladies complexes : une application aux données transcriptomiques“. Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066175.
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L’analyse des interactions transcriptionnelles mesurées par les puces à ADN est utilisée pour identifier des cibles physiopathologiques d'intérêt. Il est possible de caractériser l'importance relative des transcrits à l'aide de mesures de centralité basées sur l’abstraction des réseaux. Le bruit expérimental est l’un des problèmes majeurs rencontrés lors de l’analyse du transcriptome et se retrouve également dans les réseaux de co-expression, diminuant la pertinence biologique des mesures de centralité. Nous avons supposé que l’intégration des données d’expression avec les annotations fonctionnelles pourrait augmenter la pertinence biologique et rendre les mesures plus robustes au bruit. Dans ce contexte nous avons développé l’ATC, un score de centralité fonctionnelle, qui se base sur la propagation des annotations génomiques au sein des réseaux de co-expression. Cette approche, inspirée de la propagation des influences fonctionnelles dans les réseaux d’interaction moléculaires, a été comparée à d’autres mesures de centralité topologique, la connectivité et l’intermédiarité, dans leur capacité à identifier des gènes fonctionnellement importants. Elle s’est avérée également plus résistante au bruit aléatoire. Des indicateurs d’importance biologique, notamment l’essentialité et un score unifié de conservation phylogénétique, ont été utilisés. D’autres développements ont permis la réalisation de trois outils analytiques, publiquement accessibles : FunNet, FunNetViz et PhyloScore. L’ATC et l’analyse des réseaux de co-expression ont été appliqués à des données produites au laboratoire dans le cadre de l’obésité et de nouvelles pistes physiopathologiques ont été proposées.
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Ailloud, Florent. „Le pouvoir pathogène chez Ralstonia solanacearum phylotype II génomique intégrative et paysages transcriptomiques en relation avec l'adaptation à l'hôte“. Thesis, La Réunion, 2015. http://www.theses.fr/2015LARE0009/document.
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Ralstonia solanacearum est une bactérie phytopathogène à la gamme d'hôte exceptionnellement large et à la répartition mondiale. Cet organisme présente une biologie à facettes multiples et s'est adapté à quasiment tous les types de sols, à la vie planctonique, et à de nombreux hôtes et plantes réservoirs. Cette capacité d'adaptation est attestée par une très forte hétérogénéité des souches qui unifient ce complexe d'espèces, aussi bien au plan de la diversité génétique, phénotypique, que de la gamme d'hôte. Des approches phylogénétiques ont montré une structuration de la population mondiale en quatre phylotypes qui correspondent globalement à l'origine géographique des souches. Les travaux de thèse portent sur des souches du phylotype II qui ont valeur de modèle expérimental car épidémiologiquement inféodées à un hôte particulier : souches Moko pathogènes du bananier, souches ‘Brown rot’ adaptées à la pomme de terre et souches émergentes NPB, un variant du pouvoir pathogène. La question de recherche centrale porte sur la compréhension des mécanismes d'adaptation à l'hôte. Pour cela, une dizaine de génomes ont été séquencés dans une perspective (i) de revisiter la taxonomie de ce complexe d'espèce, (ii) d'en faire une analyse génomique comparative et (iii) d'analyser les paysages transcriptomiques produits lors de l'infection (in planta). L'ensemble des ces approches complémentaires permettent ainsi d'intégrer la complexité génétique et phénotypique de l'organisme de manière plus systémiqueRalstonia solanacearum is a plant pathogenic bacterium globally distributed with a particularly broad host range. This organism is biologically diverse and is adapted to all types of soil, to planktonic lifestyle and to many plant hosts and natural reservoirs. This bacterium is a species complex and its genetic, phenotypic and host range diversity is a direct consequence of adaptation mechanisms. Phylogenetic analyses have divided this species complex into four distinct phylotypes correlating mostly with strains’ geographical origin. This thesis focuses on using phylotype II strains as an experimental model due to their adaptation to specific hosts: Moko strains pathogenic to banana, ‘Brown rot’ strains adapted to potatoes and emergent pathological variant NPB strains. Our main research topic is the understanding of host adaptation processes. In order to tackle this problematic we sequenced about ten genomes as a starting point of (i) a taxonomic revision of the species complex (ii) a comparative genomic analysis and (iii) an in planta transcriptomic analysis. Together, these complementary approaches allow a more systemic view of this organism’s genetic and phenotypic complexity
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Commo, Frederic. „Analyse génomique en médecine de précision : Optimisations et outils de visualisation“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS132/document.
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Un nouveau paradigme tente de s’imposer en oncologie ; identifier les anomalies moléculaires dans la tumeur d’un patient, et proposer une thérapie ciblée, en relation avec ces altérations moléculaires. Nous discutons ici des altérations moléculaires considérées pour une orientation thérapeutique, ainsi que de leurs méthodes d’identification : parmi les altérations recherchées, les anomalies de nombre de copies tiennent une place importante, et nous nous concentrons plus précisément sur leur identification par hybridation génomique comparative (aCGH). Nous montrons, d’abord à partir de lignées cellulaires caractérisées, que l’analyse du nombre de copies par aCGH n’est pas triviale et qu’en particulier le choix de la centralisation peut être déterminant ; différentes stratégies de centralisation peuvent conduire à des profils génomiques différents, certains aboutissant à des interprétations erronées. Nous montrons ensuite, à partir de cohortes de patients, qu’une conséquence majeure est de retenir ou non certaines altérations actionnables dans la prise de décision thérapeutique. Ce travail nous a conduit à développer un workflow complet dédié à l’analyse aCGH, capable de prendre en charge les sources de données les plus courantes. Ce workflow intègre les solutions discutées, assure une entière traçabilité des analyses, et apporte une aide à l’interprétation des profils grâce à des solutions interactives de visualisation. Ce workflow, dénommé rCH, a été implémenté sous forme d’un package R, et déposé sur le site Bioconductor. Les solutions de visualisation interactives sont disponibles en ligne. Le code de l’application est disponible pour une installation sur un serveur institutionnelIn oncology, a new paradigm tries to impose itself ; analyzing patient’s tumors, and identifying molecular alterations matching with targeted therapies to guide a personalized therapeutic orientation. Here, We discuss the molecular alterations possibly relevant for a therapeutic orientation, as well as the methods used for their identification : among the alterations of interest, copy number variations are widely used, and we more specifically focus on comparative genomic hybridization (aCGH). We show, using well characterized cell lines, that identification of CNV is not trivial. In particular, the choice for centralizing profiles can be critical, and different strategies for adjusting profiles on a theoretical 2n baseline can lead to erroneous interpretations. Next, we show, using tumor samples, that a major consequence is to include, or miss, targetable alterations within the decision procedure. This work lead us to develop a comprehensive workflow, dedicated to aCGH analysis. This workflow supports the major aCGH platforms, ensure a full traceability of the entire process and provides interactive visualization tools to assist the interpretation. This workflow, called rCGH, has been implemented as a R package, and is available on Bioconductor. The interactive visualization tools are available on line, and are ready to be installed on any institutional server
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Eychenne, Thomas. „Étude intégrative du rôle de deux sous unités essentielles du Médiateur de la transcription dans la mise en place des complexes de pré-initiation“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS266/document.
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La transcription est la première étape de l’expression des gènes. Chez les eucaryotes, la transcription par l’ARN polymérase II (Pol II) est un processus hautement régulé. Elle commence par la fixation d’activateurs spécifiques sur des régions régulatrices. Cela permet le recrutement de co-activateurs suivi des facteurs généraux de la transcription (GTFs) et de l’ARN polymérase II pour former le complexe de préinitiation (PIC). Le Médiateur est un complexe co-activateur essentiel à ce processus. Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, il est composé de 25 sous-unités dont 10 sont essentielles à la viabilité. Son rôle principal est d’intégrer les signaux de régulation pour les transmettre aux composants du PIC. On connait aujourd’hui un certain nombre de fonctions du Médiateur. Néanmoins, sa complexité et la présence de sous-unités essentielles compliquent la compréhension détaillée de son mécanisme de fonctionnement in vivo. Au cours de ma thèse, je me suis intéressé aux sous-unités essentielles Med10 et Med7, toutes deux appartenant au module du milieu du Médiateur, peu étudié jusqu’à présent. Nous avons construit une collection de mutants thermosensibles de ces deux sous-unités chez la levure S. cerevisiae. Nous avons caractérisés ces mutants par différentes approches de biologie moléculaire, biochimie et génomique fonctionnelle. L’étude de la sous-unité Med10 nous a permis de mettre en évidence in vivo un lien fonctionnel entre le Médiateur et TFIIB, un GTF essentiel au recrutement de la Pol II. Nous avons ainsi identifié les sous-unités Med14 et Med10 qui sont en contact avec TFIIB. Nos analyses de ChIP-seq montrent que le module du milieu et Med10, en particulier, est requis pour la formation correcte du PIC sur l’ensemble du génome. Ces données nous ont également permis de montrer que le Médiateur influence la formation du PIC en relation avec l’architecture des promoteurs en termes de présence de boîtes TATA, d’occupation des nucléosomes et leur dynamique. Ce travail nous a permis une meilleure compréhension du rôle du Médiateur dans l’activation de la transcription et donné des informations mécanistiques sur la façon dont l’interaction entre le Médiateur et TFIIB (et les autres GTFs) ainsi que l’architecture des promoteurs mènent à une régulation gène-spécifiqueTranscription is the first step of gene expression. In eukaryotes, messenger RNA (mRNA) transcription is a highly regulated process. Transcription begins with the binding of a specific transcription factor on a DNA regulatory sequence. This enable the recruitment of co-activators, followed by general transcription factors (GTFs) and RNA polymerase II (Pol II) to form preinitiation complex (PIC). Mediator is a co-activator complex which is essential in this process. In yeast Saccharomyces cerevisiae, Mediator is composed of 25 subunits, among which 10 are essential for cell viability, organized into four distinct modules. The main role of this complex is to transmit regulatory signal to PIC components. Although Mediator has been the subject of a large numbers of studies, its complexity prevents the detailed understanding of how it acts in vivo. During my PhD, I focused my work on the study of the two essential subunits Med7 and Med10. Both of these subunits belong to the middle module, poorly studied so far. We obtained a collection of temperature-sensitive mutants of Med7 and Med10 in yeast S. cerevisiae. We used different molecular biology and functional genomics to characterize these mutants. The work on Med10 subunit enabled us to highlight in vivo a functional link between Mediator and TFIIB, one of the GTFs. Notably, we have shown a new contact between Med14 subunit and TFIIB. Our ChIP-seq analysis shows that Mediator middle module, and in particular Med10 subunits, is crucial for PIC assembly genome-wide. These data also permit us to show that Mediator influence PIC formation in relation to promoter architecture. Taken together, these results indicates that Mediator in crucial to orchestrate the incorporation of the different proteins into the PIC. This work permit us to improve our understanding of how functional interplay between Mediator, TFIIB, other GTFs, and the promoter architecture leads to gene-specific transcription
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Hejblum, Boris. „Analyse intégrative de données de grande dimension appliquée à la recherche vaccinale“. Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0049/document.
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Les données d’expression génique sont reconnues comme étant de grande dimension, etnécessitant l’emploi de méthodes statistiques adaptées. Mais dans le contexte des essaisvaccinaux, d’autres mesures, comme par exemple les mesures de cytométrie en flux, sontégalement de grande dimension. De plus, ces données sont souvent mesurées de manièrelongitudinale. Ce travail est bâti sur l’idée que l’utilisation d’un maximum d’informationdisponible, en modélisant les connaissances a priori ainsi qu’en intégrant l’ensembledes différentes données disponibles, améliore l’inférence et l’interprétabilité des résultatsd’analyses statistiques en grande dimension. Tout d’abord, nous présentons une méthoded’analyse par groupe de gènes pour des données d’expression génique longitudinales. Ensuite,nous décrivons deux analyses intégratives dans deux études vaccinales. La premièremet en évidence une sous-expression des voies biologiques d’inflammation chez les patientsayant un rebond viral moins élevé à la suite d’un vaccin thérapeutique contre le VIH. Ladeuxième étude identifie un groupe de gènes lié au métabolisme lipidique dont l’impactsur la réponse à un vaccin contre la grippe semble régulé par la testostérone, et donc liéau sexe. Enfin, nous introduisons un nouveau modèle de mélange de distributions skew t àprocessus de Dirichlet pour l’identification de populations cellulaires à partir de donnéesde cytométrie en flux disponible notamment dans les essais vaccinaux. En outre, nousproposons une stratégie d’approximation séquentielle de la partition a posteriori dans lecas de mesures répétées. Ainsi, la reconnaissance automatique des populations cellulairespourrait permettre à la fois une avancée pratique pour le quotidien des immunologistesainsi qu’une interprétation plus précise des résultats d’expression génique après la priseen compte de l’ensemble des populations cellulairesGene expression data is recognized as high-dimensional data that needs specific statisticaltools for its analysis. But in the context of vaccine trials, other measures, such asflow-cytometry measurements are also high-dimensional. In addition, such measurementsare often repeated over time. This work is built on the idea that using the maximum ofavailable information, by modeling prior knowledge and integrating all data at hand, willimprove the inference and the interpretation of biological results from high-dimensionaldata. First, we present an original methodological development, Time-course Gene SetAnalysis (TcGSA), for the analysis of longitudinal gene expression data, taking into accountprior biological knowledge in the form of predefined gene sets. Second, we describetwo integrative analyses of two different vaccine studies. The first study reveals lowerexpression of inflammatory pathways consistently associated with lower viral rebound followinga HIV therapeutic vaccine. The second study highlights the role of a testosteronemediated group of genes linked to lipid metabolism in sex differences in immunologicalresponse to a flu vaccine. Finally, we introduce a new model-based clustering approach forthe automated treatment of cell populations from flow-cytometry data, namely a Dirichletprocess mixture of skew t-distributions, with a sequential posterior approximation strategyfor dealing with repeated measurements. Hence, the automatic recognition of thecell populations could allow a practical improvement of the daily work of immunologistsas well as a better interpretation of gene expression data after taking into account thefrequency of all cell populations
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Cerapio, Arroyo Juan Pablo. „Integrative genomic study of hepatocellular carcinoma from Peru“. Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS057.
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Au cours de la dernière décennie, l’Amérique latine a connu la plus forte incidence de cancer du foie. Les derniers rapports ont montré l'apparition précoce et inhabituelle de CHC dans cette région. C'est particulièrement le cas de Pérou, où une distribution bimodale basée sur l'âge a été rapportée. Cette distribution délimitait deux sous-populations, une jeune et une autre plus vieux (≤ 44 et > 44 ans). Les principales caractéristiques sont le sex-ratio équilibré (M: F; 1,6), le nombre élevé de tumeurs mal différenciées et indifférenciées (86%), le grosse tumeurs (12,3 cm-diamètre), le valeur élevée de AFP dans le sérum (1,42E + 05 ng/ml), un nombre considérable de foies non cirrhotiques (89%) et taux d'infection élevé par le VHB (74%). Ces particularités du développement du CHC péruvien soulignent la nécessité de mieux comprendre les principes moléculaires. Pour ces raisons, une analyse génomique intégrative a été menée en utilisant des profils d'expression génique et de méthylation de l'ADN à partir d'échantillons paires tumeur/non-tumorale de patients péruviens. Globalement, le CHC péruvien a été caractérisé au niveau transcriptomique par un gain de signaux prolifératifs impliquant des modificateurs épigénomique, une perte massive de marqueurs hépatocytaires, une détection et signalisation aberrantes des hormones et des métabolites primaires, tels que les rétinoïdes. Cliniquement, le CHC péruvien présentait un phénotype hybride entre les classes proliférantes et non-proliférantes, présumé mutuellement exclusif. Que cette épidémiologie du génome humain soit liée à des facteurs ethniques ou à des indices étiologiques reste à explorerN the last decade Latin American is the region with highest incidence rise for liver cancer. Latest reports have shown the occurrence of unusual early onset of HCC in this region. This is specially prevailing in Peru, where a bimodal age-based distribution has been reported. This distribution delineated two subpopulations, an early-onset and a late-onset (≤44 and > 44 years old). The main characteristics of this HCC presentation are equilibrated sex ratio (M:F, 1.6), high number of poorly and undifferentiated tumors (86%), big tumors (12.3 cm-diameter), high AFP values in serum (1.42E+05 ng/ml), a considerable number of non-cirrhotic livers (89%) and high HBV infection rate (74%).These peculiarities of HCC development in Peruvian patients emphasize the needs to provide further insight into the molecular principles that, with HBV infection or other factors, could lead to this HCC presentation. For these reasons an integrative genomic analysis was conducted using gene expression and DNA methylation profiles of Peruvian patients' surgical specimens (tumour/non-tumour pairs). Overall, Peruvian HCC was characterized at the transcriptomic level by a gain of proliferative signals involving epigenome modifiers, massive loss in hepatocyte markers, aberrant sensing and signalling of hormones and primary metabolites, such as the retinoids. From the clinical standpoint, Peruvian HCC featured a hybrid phenotype between proliferative and non-proliferative classes that are presumed mutually exclusive in the unifying classification. Whether this human genome epidemiology is linked to ethnic factors or to etiological cues remains to be explored
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Voillet, Valentin. „Approche intégrative du développement musculaire afin de décrire le processus de maturation en lien avec la survie néonatale“. Thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://www.theses.fr/2016INPT0067/document.
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Depuis plusieurs années, des projets d'intégration de données omiques se sont développés, notamment avec objectif de participer à la description fine de caractères complexes d'intérêt socio-économique. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de combiner différentes données omiques hétérogènes afin de mieux décrire et comprendre le dernier tiers de gestation chez le porc, période influençant la mortinatalité porcine. Durant cette thèse, nous avons identifié les bases moléculaires et cellulaires sous-jacentes de la fin de gestation, en particulier au niveau du muscle squelettique. Ce tissu est en effet déterminant à la naissance car impliqué dans l'efficacité de plusieurs fonctions physiologiques comme la thermorégulation et la capacité à se déplacer. Au niveau du plan expérimental, les tissus analysés proviennent de foetus prélevés à 90 et 110 jours de gestation (naissance à 114 jours), issus de deux lignées extrêmes pour la mortalité à la naissance, Large White et Meishan, et des deux croisements réciproques. Au travers l'application de plusieurs études statistiques et computationnelles (analyses multidimensionnelles, inférence de réseaux, clustering et intégration de données), nous avons montré l'existence de mécanismes biologiques régulant la maturité musculaire chez les porcelets, mais également chez d'autres espèces d'intérêt agronomique (bovin et mouton). Quelques gènes et protéines ont été identifiées comme étant fortement liées à la mise en place du métabolisme énergétique musculaire durant le dernier tiers de gestation. Les porcelets ayant une immaturité du métabolisme musculaire seraient sujets à un plus fort risque de mortalité à la naissance. Un second volet de cette thèse concerne l'imputation de données manquantes (tout un groupe de variables pour un individu) dans les méthodes d'analyses multidimensionnelles, comme l'analyse factorielle multiple (AFM) (ou multiple factor analysis (MFA)). Dans notre contexte, l'AFM fut particulièrement intéressante pour l'intégration de données d'un ensemble d'individus sur différents tissus (deux ou plus). Afin de conserver ces individus manquants pour tout un groupe de variables, nous avons développé une méthode, appelée MI-MFA (multiple imputation - MFA), permettant l'estimation des composantes de l'AFM pour ces individus manquantsOver the last decades, some omics data integration studies have been developed to participate in the detailed description of complex traits with socio-economic interests. In this context, the aim of the thesis is to combine different heterogeneous omics data to better describe and understand the last third of gestation in pigs, period influencing the piglet mortality at birth. In the thesis, we better defined the molecular and cellular basis underlying the end of gestation, with a focus on the skeletal muscle. This tissue is specially involved in the efficiency of several physiological functions, such as thermoregulation and motor functions. According to the experimental design, tissues were collected at two days of gestation (90 or 110 days of gestation) from four fetal genotypes. These genotypes consisted in two extreme breeds for mortality at birth (Meishan and Large White) and two reciprocal crosses. Through statistical and computational analyses (descriptive analyses, network inference, clustering and biological data integration), we highlighted some biological mechanisms regulating the maturation process in pigs, but also in other livestock species (cattle and sheep). Some genes and proteins were identified as being highly involved in the muscle energy metabolism. Piglets with a muscular metabolism immaturity would be associated with a higher risk of mortality at birth. A second aspect of the thesis was the imputation of missing individual row values in the multidimensional statistical method framework, such as the multiple factor analysis (MFA). In our context, MFA was particularly interesting in integrating data coming from the same individuals on different tissues (two or more). To avoid missing individual row values, we developed a method, called MI-MFA (multiple imputation - MFA), allowing the estimation of the MFA components for these missing individuals
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Girard, Nicolas. „Tumeurs intra-thoraciques : mutations oncogéniques et problématiques cliniques : prédisposition génétique au cancer broncho-pulmonaire chez le patient non-fumeur : hétérogénéité inter- et intra- tumorale des cancers broncho-pulmonaires : étude génomique intégrative des tumeurs épithéliales du thymus“. Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00926538.
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Les protéines kinases de la voie de signalisation de l'Epidermal Growth Factor Receptor sont l'objet d'une dérégulation au cours des cancers broncho-pulmonaires. Les gènes encodant ces protéines sont porteurs de mutations oncogéniques mutuellement exclusives induisant la transformation tumorale des cellules de l'épithélium respiratoire. Ces mutations définissent autant de sous-groupes moléculaires spécifiques caractérisés sur le plan clinique, histologique, et biologique. Notre travail a consisté en l'étude de ces mutations dans trois situations cliniques spécifiques, les cancers broncho-pulmonaires du non-fumeur, les cancers bronchopulmonaires multiples, et les tumeurs thymiques. L'évaluation des polymorphismes génétiques chez les patients non-fumeurs atteints de cancer broncho-pulmonaire suggère le rôle de gènes spécifiques, différents de ceux impliqués chez le patient fumeur. L'étude génomique des cancers broncho-pulmonaires multiples montre la possibilité d'utiliser les mutations oncogéniques pour évaluer le degré de clonalité des lésions tumorales multiples, avec une corrélation significative avec leur analyse histo-pathologique détaillée. L'analyse génomique intégrative des tumeurs thymiques indique l'existence de sous-groupes moléculaires spécifiques, corrélés à la classification histologique, et caractérisés par des mutations oncogéniques prédictives de l'efficacité de certains traitements ciblés. Nos données illustrent les principes de la médecine personnalisée en oncologie thoracique, consistant en l'analyse des caractéristiques moléculaires de chaque tumeur individuelle, pour permettre une meilleure personnalisation de la prise en charge des patients
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Bordron, Philippe. „Analyse des systèmes bactériens : une approche in silico pour intégrer les connaissances du vivant“. Phd thesis, Université de Nantes, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00743412.
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L'émergence des expériences dites à haut débit permet l'acquisition rapide de données concernant un système biologique. Les biologistes disposent ainsi, aujourd'hui, d'un nombre important de données de natures hétérogènes qu'ils cherchent à structurer et analyser. Les méthodes dites intégratives proposent de répondre à cette demande, mais la création d'une méthode générale et satisfaisant les requêtes précises des biologistes constitue une tâche ardue. Ce mémoire s'inscrit dans cette problématique. Nous y abordons diverses méthodes d'intégration des aspects omiques (métaboliques, génomiques, transcriptomiques...) d'un système bactérien et nous proposons la nôtre, nommée SIPPER, qui est une méthode générique et flexible. SIPPER permet de retrouver de l'information biologique cohérente entre les différents aspects étudiés grâce à la construction d'un modèle intégratif et l'utilisation d'une distance reposant sur des propriétés ou hypothèses biologiques choisies. Nous avons appliqué SIPPER deux fois sur les données métaboliques et génomiques d'E. coli. La première application teste l'hypothèse "les chaînes de réactions successives du réseau métabolique sont catalysées à l'aide d'enzymes produites par des gènes proches sur le génome", et la seconde teste l'hypothèse "les chaînes de réactions successives sont catalysées par des gènes dont l'expression est similaire". Nous avons découvert, par ces expériences, des mesures caractérisant certaines entités biologiques comme la densité génomique qui permet l'identification d'opérons métaboliques. L'apport de l'intégration de données supplémentaires aux approches n'utilisant traditionnellement qu'un seul type d'information a également été illustré au travers de la génomique comparative. Nous avons ainsi élaboré M&W-IISCS_M, une méthode qui calcule des intervalles communs maximaux ayant un fort intérêt omique.
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Veaudor, Théo. „Vers la reprogrammation métabolique de la cyanobactérie modèle Synechocystis pour la production durable de biocarburants : structuration des flux du carbone par CP12 et implications sur l’équilibre bioénergétique, l’hydrogénase et l’intégrité génomique“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS257/document.
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Les biotechnologies sont un outil puissant permettant d’emprunter les circuits biologiques pour produire des composés aux applications multiples (médecine, alimentation, industries…). Les cyanobactéries possèdent des propriétés génétiques et trophiques précieuses pour réduire les coûts et l’empreinte environnementale de ces procédés (photosynthèse, fixation du CO₂, sources d’azote assimilables...). Elles produisent aussi naturellement certaines molécules énergétiques comme le H₂ dont pourraient émerger de nouvelles filières propres de biocarburants. Cependant, une compréhension globale et approfondie de leur physiologie est nécessaire pour concevoir un châssis biologique performant à partir de ces organismes. Elles sont aisément manipulables génétiquement mais présentent une versatilité favorisant la fixation de mutations bénéfiques mais aussi délétères pour leur exploitation à grande échelle. Au cours de ma thèse, j’ai construit et étudié des mutants d’un régulateur de l’assimilation du CO₂ dont l’activation est liée à la photosynthèse. J’ai montré que l’activité du cycle de Calvin synchronise les flux du carbone et le statut rédox de Synechocystis et que sa dérégulation se répercute de manière pléiotropique sur son métabolisme. Plus spécifiquement, je me suis intéressé au déséquilibre carbone/azote dans cette espèce et à son métabolisme de l’urée qui présente un intérêt biotechnologique considérable. J’ai démontré que ce dernier était en compétition avec l’hydrogénase pour l’insertion du nickel dans leurs centres catalytiques respectifs. L’insuffisance de ce métal a permis de sélectionner des mutants de l’uréase tolérant une exposition prolongée à l’urée et conservant une forte capacité de production de H₂ en présence de ce substrat azoté. L’ensemble de ces résultats montre que le métabolisme de Synechocystis peut être détourné au profit de certains processus cellulaires. Les approches « omiques » permettent d’identifier globalement les réponses physiologiques induites ainsi que les leviers biologiques de compensation. Ces travaux sont discutés au regard des implications biotechnologiques de l’instabilité génétique et de la nécessité de renforcer notre compréhension de la plasticité métabolique et génomique des cyanobactériesBiotechnology is a powerful tool allowing exploitation of biological circuits to produce compounds with multiple uses (medicine, nutrition, industrial…). Cyanobacteria have valuable genetic and trophic properties which could reduce the costs and the environmental footprint of these processes (photosynthesis, CO₂ fixation, assimilation of diverse nitrogen sources…). They also naturally produce energetic molecules such as H₂ from which new and sustainable biofuels sectors may rise. However, a global and fine understanding of their physiology is required in order to design an efficient biological chassis with these organisms. They are genetically manipulable but also exhibit a strong versatility favoring fixation of mutations that can be either beneficial or harmful to their large-scale cultivation. Over the course of my PhD, I constructed and studied mutants of a CO₂ fixation regulator whose activation is linked to photosynthesis. I showed that the Calvin cycle activity synchronizes carbon fluxes and redox status in Synechocystis and that its deregulation affects the metabolism in a pleiotropic manner. I was specifically interested into the carbon/nitrogen balance in this species and its urea metabolism which is of prime interest in biotechnology. I demonstrated that the latter was in competition with the hydrogenase for the insertion of nickel into their respective catalytic centers. Scarcity of this metal leads to selection of mutants thriving upon prolonged exposure to urea that retained a high capacity of H₂ production in presence of this nitrogenic substrate. This work shows that the metabolism of Synechocystis can be altered in favor of other cellular processes. Omics approaches allow global identification of the physiological responses induced as well as the biological compensation mechanisms. These observations are discussed with regards to biotechnological implications of genetic instability and the need to strengthen our understanding of metabolic and genetic plasticity in cyanobacteria
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Lemoine, Frédéric. „Intégration, interrogation et analyse de données de génomique comparative“. Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112180.
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Nos travaux s’inscrivent dans le projet ANR « Microbiogenomics ». Ce projet a pour but la construction d'un entrepôt de données de génomes bactériens. Cet entrepôt doit rassembler de nombreuses données actuellement dispersées, dans le but d'améliorer l'annotation des génomes bactériens. Au sein de ce projet, nos travaux comportent plusieurs volets. La première problématique porte principalement sur l'extraction et le traitement de données biologiques. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement à la conservation de l’ordre des gènes des génomes procaryotes au cours de l’évolution. Pour cela, nous avons mis au point une chaîne de traitements visant à détecter les régions dont l’ordre est conservé. Nous avons ensuite étudié l’évolution relative des protéines codées par les gènes dont l’ordre est conservé par rapport aux autres protéines. Ces données ont été mises à disposition à travers l’outil de visualisation SynteView (http://www. Synteview. U-psud. Fr). Pour élargir l'analyse de ces données de conservation de l'ordre des gènes, il est nécessaire de les croiser avec d'autres types de données comme par exemple de voie métabolique. Ces données, souvent dispersées et hétérogènes sont difficiles à interroger. C’est pourquoi dans un second temps, nous nous sommes concentrés sur la conception et l'interrogation de l'entrepôt. Nous avons conçu une architecture et des algorithmes dans le but d’interroger l’entrepôt, en gardant les points de vue donnés par les sources. Ces algorithmes ont été implémentés dans GenoQuery (http://www. Lri. Fr/~lemoine/GenoQuery), un module de requête prototype adapté à l'interrogation d'un entrepôt de données génomiquesOur work takes place within the « Microbiogenomics » project. Microbiogenomics aims at building a genomic prokaryotic data warehouse. This data warehouse gathers numerous data currently dispersed, in order to improve functional annotation of bacterial genomes. Within this project, our work contains several facets. The first one focuses mainly on the analyses of biological data. We are particularly interested in the conservation of gene order during the evolution of prokaryotic genomes. To do so, we designed a computational pipeline aiming at detecting the areas whose gene order is conserved. We then studied the relative evolution of the proteins coded by genes that are located in conserved areas, in comparison with the other proteins. This data were made available through the SynteView synteny visualization tool (http://www. Synteview. U-psud. Fr). Moreover, to broaden the analysis of these data, we need to cross them with other kinds of data, such as pathway data. These data, often dispersed and heterogeneous, are difficult to query. That is why, in a second step, we were interested in querying the Microbiogenomics data warehouse. We designed an architecture and some algorithms to query the data warehouse, while keeping the different points of view given by the sources. These algorithms were implemented in GenoQuery (http://www. Lri. Fr/~lemoine/GenoQuery), a prototype querying module adapted to a genomic data warehouse
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Méar, Loren. „Recherche de biomarqueurs de l’endométriose par des approches de protéomique et de génomique intégrative Endometriosis screening in patients attending an IVF clinic: a proof-of-concept retrospective cohort study. Polymorphisms and endometriosis: a systematic review and meta-analyses The eutopic endometrium proteome in endometriosis reveals candidate markers and molecular mechanisms of physiopathology Biomarqueurs de l’endométriose : où en sommes-nous ?“ Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLV099.
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L'endométriose est une pathologie gynécologique oestrogèno-dépendante et inflammatoire caractérisée par le développement d’endomètre fonctionnel hors de la cavité utérine. Cette maladie est fréquente puisqu’il est estimé que 10% des femmes en activité génitale en seraient atteintes.Bien qu’il existe des formes asymptomatiques de l’endométriose, cette pathologie peut également entrainer des symptômes douloureux ainsi qu’une infertilité ; impactant fortement la qualité de vie des femmes atteintes d’endométriose.À ce jour, l’absence de test de dépistage non invasif fiable explique en partie que plusieurs années sont nécessaires pour diagnostiquer une endométriose. L’identification de potentiels biomarqueurs de l’endométriose représente donc un enjeu majeur pour améliorer la prise en charge.L’objectif de cette thèse est d’identifier de potentiels biomarqueurs de l’endométriose en utilisant différentes approches, parmi lesquelles la protéomique et la génomique intégrative. Les technologies « Omiques » ayant démontré leur pertinence pour la recherche et la caractérisation de marqueurs biologiques en santé humaine.Ainsi, quatre axes de recherche distincts ont été menés au cours de ce projet. Le premier correspond à une étude preuve de concept pour un test biologique afin d’identifier les femmes à risques parmi les patientes en protocole de fécondation in vitro (FIV). Le second, basé sur des méta-analyses, a permis l’identification de marqueurs génétiques (polymorphismes) prédisposant potentiellement à l’endométriose. Pour les deux derniers, nous avons essayé d’identifier des biomarqueurs de l’endométriose au niveau de l’endomètre eutopique par intégration rétrospective de données transcriptomiques et par une approche de protéomique différentielle.Ce travail collaboratif interdisciplinaire, nous a permis d’identifier des signatures moléculaires de l’endométriose aux niveaux génétique et protéique.Bien que nécessitant des analyses complémentaires, nos résultats sont prometteurs et pourraient à l’avenir permettre d’améliorer la prise en charge des patientesEndometriosis is a common gynecological estrogen dependent disorder, affecting 10% of women in reproductive age. The disease is characterized by the presence of functional endometrial tissue outside of uterine cavity. Although asymptomatic forms of endometriosis, this disease results in chronic pelvic pain and infertility. This strongly and negatively impacts the quality of life of women with endometriosis.To date, the diagnosis of endometriosis takes many years because of the lack of non-invasive diagnostic tools. The identification of biomarkers seems to be a priority in the field of endometriosis research.Interestingly, “Omics” technologies demonstrated their relevance for the search, identification and characterization of potential disease biomarkers with significant achievements in many areas of human health.The present project aims at discovering potential biomarkers of endometriosis using a panel of approaches, among which proteomics and integrative genomics.Four axes of research have been followed for this project: i) development of a biological test to identify high risk population for women undergoing IVF procedure; ii) multiple meta-analyses to identify potential genetic markers associated with endometriosis risk; and finally identify potential biomarkers of endometriosis using iii) integrative genomics for a retrospective transcriptomics-based study and iv) differential proteomics of eutopic endometrium.These combined approaches, based on strong interdisciplinarity, allowed us to improve our knowledge of endometriosis and to identify potential biomarkers especially polymorphisms predisposing to endometriosis and a molecular signature of the disease at protein level.Upon confirmation, our results could lead to the development of a non-invasive and early diagnosis of this debilitating disease. In the future, our research should thus contribute to improve the care of patients
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Larmande, Pierre. „Mutualiser et partager, un défi pour la génomique fonctionnelle végétale“. Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20177.
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Les recherches que nous présentons dans ce mémoire s'inscrivent dans le cadre des problématiques d'intégration de données hétérogènes en génomique fonctionnelle végétale. La génomique fonctionnelle se définit en biologie comme un cadre dans lequel plusieurs disciplines et techniques participent à la découverte de la fonction des gènes. Elle génère un volume important de données que les scientifiques gèrent de manières diverses. Or de nombreuses sources de données, qu'elles soient complémentaires ou chevauchantes, sont nécessaires pour enrichir les informations sur la fonction des gènes. Le problème est qu'elles sont stockées de manière distribuées, autonomes avec plusieurs niveaux d'hétérogénéité, laissant le biologiste chercher l'information et intégrer les résultats manuellement. L'objectif de cette thèse est de permettre aux scientifiques d'accéder de manière transparente aux informations issues de plusieurs sources de données de génomique fonctionnelle. Pour cela nous nous proposons d'aborder deux approches afin d'en évaluer les avantages et les inconvénients. Premièrement nous proposons l'intégration de sources à travers l'adaptation d'un système de médiation de données et de programmes : Le Select. Successeur de DISCO, Le Select permet l'intégration de sources de données hétérogènes et distribuées avec un modèle pivot relationnel. Deuxièmement, nous proposons la création d'un environnement utilisateur personnalisé intégrant les sources à travers des enchaînements de services Web. Ce système est basé sur l'application BioMOBY et son annuaire de services bioinformatiques. Pour conclure, fort de l'expérience menée sur l'intégration et le partage, nous proposons une méthodologie adaptée aux besoins d'intégration pour des projets analoguesIn this document, we present research topic developed in the context of heterogeneous data integration in plant functional genomic. Plant functional genomic is a biological framework where several disciplines and techniques take part in the discover of genes function. It generates a large quantity of data which the scientists manage in various ways. However, many data sources, complementary or overlapping, are necessary to enrich information about genes function. The problem comes from the distribution, the autonomy and the heterogeneity of these sources. That drags biologists seeking information, to integrate results manually. The objective of this thesis is to make easier the scientists searches and to reach in a transparent way information resulting from several data sources. For that, we propose two approaches in order to evaluate the advantages and the disadvantages of them. Firstly we propose the integration of sources through the adaptation of a mediation system: Select. Successor of DISCO, Le Select allows the integration of heterogeneous and distributed data sources through a relationnal integration model. Secondly, we propose the creation of a user personalized environment that integrate data sources through workflows of Web services. This system is based on BioMOBY system and its Central Registry. To conclude, we propose a methodology adapted to the needs for similar integration projects
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Pons, Nicolas. „Réseau de régulation de l'expression des gènes : Détection de motifs et intégration de données génomiques et post-génomiques : Application chez les streptocoques“. Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112062.
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La modélisation des réseaux de régulation transcriptionnelle des gènes des microorganismes pourrait permettre d’anticiper leur comportement face à des changements environnementaux. Nous proposons de réaliser la structure topologique des réseaux par la caractérisation des sites de fixation des facteurs de transcription. Ceux-ci sont recherchés par des approches bioinformatiques en combinant analyse globale de la transcription (approche intragénomique) et analyse des génomes (approche intergénomique). L’approche intragénomique est basée sur l’exploitation des données du transcriptome en comparant les séquences en amont de gènes corégulés. L’approche intergénomique repose sur l’hypothèse de conservation des schémas de régulation chez des bactéries proches phylogénétiquement, en comparant les séquences en amont de gènes orthologues. Cette dernière approche nécessite d’avoir à disposition une classification des gènes orthologues. Dans cette optique, nous avons développé l’algorithme Scissors optimisé pour écarter au maximum les gènes paralogues biaisant l’approche intergénomique. Les résultats d’orthologie ont été validés par simulation de banques de génomes synthétiques et par un travail d’expertise biologique. De façon à faciliter l’intégration des deux approches, nous avons développé la plateforme iMOMi composée d’une base de données relationnelle et d’un ensemble d’outils dédiés à la détection des sites de fixation. Elle a été utilisée dans l’étude expérimentale de la régulation de plusieurs métabolismes chez Lactococcus lactis, les Streptocoques et d’autres Firmicutes. Elle a permis, en autres, de caractériser les sites de fixation des régulateurs CodY, FruR et FhuRModelling the transcriptional regulatory networks allow to set insights in the adaptation mechanisms of living organisms to environmental changes. Here, we propose to build the topological structure of gene expression regulatory networks through the characterization of DNA binding sites. The motif detection is based on bioinformatic approaches combining transcription global analyses (intragenomic approach) and genome comparisons (intergenomic approach). The intragenomic approach consists of comparing upstream sequences of coregulated genes according to transcriptomic data. On the other intergenomic approach, the upstream sequences of orthologous genes are compared. This lies on the expectation that regulatory schemes are conserved between orthologous genes of phylogenetically close bacteria. To build up the orthologous classification, we have developed an original algorithm called Scissors. The algorithm has been optimized to exclude paralogous genes. Scissors has been validated on synthetic genome banks as well as by biological expertise. In order to facilitate the integration of these two approaches, we developed the plateform called iMOMi composed of relational database and a set of software dedicated to the detection of regulatory motifs. The plateform has been used in the experimental studiefds of regulation of several metabolisms in Lactococcus lactis IL1403 as well as Streptococcaea and Firmicutes. The biological relevance of iMOMi has been validated by the DNA binding site characterization of CodY, FruR and FhuR regulators
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Villoutreix, Romain. „Echelle spatiale et temporelle de l’adaptation chez Arabidopsis thaliana : intégration de la plasticité phénotypique“. Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10155/document.
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A partir d’un échantillonnage hiérarchique et/ou temporel de populations naturelles, je me suis attaché dans cette thèse à (i) faire une caractérisation écologique (climat, sol et compétition) faisant défaut chez cette espèce modèle en génomique. (ii) caractériser la variation phénotypique existant à différentes échelles spatiales, en mesurant de nombreux traits phénotypiques et leurs plasticités en conditions contrôlées de serre mais aussi sur un terrain expérimental de l’Université de Lille 1, (iii) identifier les traits sous sélection en utilisant trois approches : comparaison FST – QST, relations phénotype – écologie et gradients de sélection génotypiques, (iv) identifier les agents sélectifs potentiellement responsables de ces variations phénotypiques adaptatives et (v) et identifier les bases génétiques associées à la variation naturelle par une approche de GWA mapping. Il ressort qu’une importante variabilité existe pour de nombreux traits phénotypiques à une échelle spatiale large comme le monde ou la France mais également à une échelle spatiale très fine. Bien qu’une part importante de cette variation puisse être attribuée à des processus non sélectifs, une part de celle-ci serait due à des processus d’adaptation locale. Le patron d’adaptation locale révélé est très complexe et semble être la résultante de pressions de sélection emboitées variant à différentes échelles, aussi bien au niveau de la France qu’au sein d’une population, et agissant sur différents traits ou plasticités. En accord avec ce patron, les bases génétiques associées à la variation naturelle phénotypique semblent être très dépendantes de l’échelle géographique considéréeBased on a hierarchically spatial and/or temporal sampling of natural populations, I aimed at (i) making an ecological characterization (climate, soil and competition) lacking for this model plant in genomics, (ii) characterizing the extent of phenotypic variation existing at different spatial scales, by measuring many traits and their phenotypic plasticity in controlled greenhouse conditions and in an experimental field at the University of Lille 1, (iii) identifying the traits under selection using three approaches : FST – QST comparisons, phenotype-ecology relationships and genotypic gradients of selection, (iv) identifying the selective agents potentially responsible for adaptive phenotypic variation, and (v) identifying the genetic basis associated with natural variation by a GWA mapping approach. The experiments conducted during this thesis suggest that a significant amount of variation exists for many phenotypic traits at a large spatial scale (World or France), but also at a very fine scale (even within many populations). While a significant part of this variation may have been shaped by non-selective processes, the other part of this variation is suggested to have been shaped by local adaptation. The pattern of local adaptation revealed by the different methods is very complex and appears to be the result of nested selection pressures varying at different geographic scales, (France scale and within-population scale), and acting on different traits or plasticities. In agreement with this pattern, the genetic basis associated with phenotypic natural variation was shown to be highly dependent on the geographical scale considered
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Vachon, Julien. „Intégration de la toxicogénomique à l'évaluation du risque à la santé humaine : une étude exploratoire“. Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27611.
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L’évaluation du risque à la santé humaine (ÉRSH) doit s’adapter aux défis du 21e siècle, et la toxicogénomique est au cœur des changements que les agences réglementaires veulent implantés. Cependant, l’utilisation de données issues de la toxicogénomique en ÉRSH est encore marginale. L’objectif de cette étude est d’étudier l’état de l’utilisation de la toxicogénomique en ÉRSH au Canada et de caractériser, de façon exploratoire, les facteurs individuels et organisationnels entravant une telle utilisation. L’étude comporte deux volets. Le premier consistait en une enquête par questionnaire électronique menée auprès d’évaluateurs de risque canadiens. Vingt-neuf (29) participants ont complété et retourné le questionnaire. Le deuxième consistait en un examen de la portée des publications toxicogénomiques portant sur les trihalométhanes. L’examen de la portée a identifié 9 publications satisfaisant aux critères de sélection, lesquelles ont été incluses dans l’analyse. Les résultats démontrent que l’utilisation de la toxicogénomique en ÉRSH reste marginale, 85% des répondants au sondage ayant rapporté n’avoir jamais utilisé de telles données dans leur pratique. Le principal facteur individuel entravant l’utilisation de données toxicogénomiques en ÉRSH semble être le manque de connaissance en toxicogénomique chez les évaluateurs de risque (68% des répondants n’étant « pas » ou « peu familiers » avec le concept). Les principaux facteurs organisationnels identifiés sont le manque de lignes directrices guidant l’utilisation de la toxicogénomique en ÉRSH, et le manque de leadership et de soutien de la part des organisations envers le développement de telles lignes directrices ainsi qu'envers la formation des évaluateurs de risque. Les résultats de l’examen de la portée démontrent que la faible disponibilité (n=9) et la qualité faible ou incertaine des publications toxicogénomiques (3/9 satisfaisant aux critères de qualité) peuvent également être des freins importants. Les résultats permettent de suggérer des pistes d’interventions visant à appuyer l’application de la toxicogénomique en ÉRSH.Human health risk assessment (HHRA) must be adapted to the challenges of the 21st century, and toxicogenomics data are at the centre of the paradigm that regulatory agencies worldwide are trying to implement. However, the use of toxicogenomics data in HHRA is still limited. The study aims to explore the state of the use of toxicogenomics in HHRA and to characterise individual and organisational factors that impede such a use. The study was conducted in two parts. The first part consisted in an online survey targeted at Canadian risk assessors. Twenty-nine (29) completed surveys were returned after two months of solicitation. The second part consisted in a scoping review of the toxicogenomics publications on trihalomethanes. The scoping review identified nine (9) publications satisfying the eligibility criteria, and were included in the analysis. Results show that the use of toxicogenomics in HHRA is still marginal, 85% of survey respondents having reported having never used such data in their practice. The main individual factor impeding the use of toxicogenomics in HHRA is the lack of knowledge of toxicogenomics by risk assessors (68% of respondents are “not at all” or “only a little” familiar with the concept). The main organisational factors are the lack of recognised guidelines guiding the use of toxicogenomics in HHRA, and the lack of leadership and support of organisations towards the development of such guidelines and towards training of risk assessors. Results from the scoping review show that the low availability (n=9) and the low or uncertain quality of toxicogenomics publications (3/9 satisfying the essential quality criteria) can also be an important barrier. The results allowed to suggest interventions aimed at supporting the use of toxicogenomics data in HHRA.
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Zerbato, Madeleine. „Caractérisation de l'intron de groupe II P1.LSU/2 en vue de son utilisation en ciblage génomique“. Thesis, Evry-Val d'Essonne, 2012. http://www.theses.fr/2012EVRY0024/document.
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En thérapie génique ex vivo, les vecteurs lentiviraux peuvent être utilisés pour transduire les progéniteurs hématopoïétiques. Mais l’utilisation de vecteurs intégratifs non site-spécifique peut conduire à une mutagénèse insertionnelle. J’ai évalué le niveau de transduction des progéniteurs hématopoïétiques en mesurant le nombre de copies de vecteur intégrées dans des colonies cellulaires isolées. Il a été montré que la fréquence des cellules transduites et la distribution du nombre de copies de vecteur intégrées peut dépendre des conditions expérimentales. L’utilisation de vecteurs ciblant l’insertion du transgène à un site précis du génome permettrait de surmonter les problèmes de génotoxicité. Les introns de groupe II sont des éléments génétiques auto-épissable mobiles pouvant d’intégrer à un site précis du génome. Ils sont utilisés en ciblage génomique chez les procaryotes, mais pas chez les eucaryotes, probablement dû à une activité catalytique limitée dans ces cellules. J’ai étudié l’intron de groupe II Pl.LSU/2 de Pylaiella littoralis, qui est le seul capable de s’auto-épisser à des concentrations très faibles de magnésium. La protéine codée par l’intron Pl.LSU/2 (IEP) exprimée chez Escherichia coli a été purifiée et a montré une activité de transcriptase inverse soit seule, soit associée à l’intron ARN. Il a été montré que l’intron Pl.LSU/2 peut s’épisser chez Saccharomyces cerevisiae et que l’efficacité de l’épissage est augmentée par l’activité maturase de l’IEP. Cependant, les transcrits épissés ne sont pas traduits, et l’épissage de l’intron n’a pas été démontré dans les cellules humaines, tout comme le homing de l’intron chez E. coli et S. cerevisiaeIn ex vivo hematopoietic gene therapy, lentiviral vectors can be used to transduce hematopoietic progenitors. However, the use of non site-specific integrating vectors may lead to insertional mutagenesis. I evaluated the level of transduction of hematopoietic progenitor cells at the single-cell level by measuring vector copy number in individual colony-forming cell units. It was shown that the frequency of transduced progenitor cells and the distribution of VCN in hematopoietic colonies may depend upon experimental conditions. Nevertheless, the use of vectors that can target the integration of the transgene into a specific-site of the host genome would overcome genotoxicity issues. I evaluated the use of a group II intron for genomic targeting. Group II introns are self-splicing mobile elements that can integrate into precise genomic locations by homing. Engineered group II introns are commonly used for targeted genomic modifications in prokaryotes but not in eukaryotes, probably due limited catalytic activation in these cells. I studied the brown algae Pylaiella littoralis Pl.LSU/2 group II intron which is uniquely capable of in vitro ribozyme activity at unusually low level of magnesium. Recombinant Pl.LSU/2 IEP expressed in Escherichia coli was purified and showed a reverse transcriptase activity either alone or associated with intronic RNA. The Pl.LSU/2 intron was showed to splice accurately in Saccharomyces cerevisiae and splicing efficiency was improved by the maturase activity of the intron-encoded protein. However, spliced transcripts were not expressed, and intron splicing was not detected in human cells, as well as homing of Pl.LSU/2 in E. coli and S. cerevisiae
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Guérillot, Romain. „Etude des éléments intégratifs et conjugatifs de la famille TnGBS et des éléments transposables apparentés“. Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066097.
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Les éléments génétiques mobiles (EGM) jouent un rôle fondamental dans l’évolution par la plasticité qu’ils confèrent aux génomes. Les TnGBS représentent une nouvelle famille d’éléments conjugatifs atypiques, qui exploitent des fonctions de transposition dérivées de séquences d’insertion (IS) et non d’une intégrase de phage pour se maintenir au sein des génomes. Ce travail montre que les TnGBS forment une vaste famille d’ICE, diverse mais restreinte au genre Streptococcus. La caractérisation des différentes fonctions conservées parmi les TnGBS a permis d’identifier des déterminants génétiques clefs impliqués dans leur processus de mobilité. En particulier, nous montrons qu’ils exploitent des fonctions de réplication de type thêta plasmidique pour promouvoir leur mobilité. L’étude de leur transposase a mené à l’identification de nouvelles familles d’EGM et a permis de proposer un domaine de la transposase comme responsable de leur spécificité d’insertion en amont des promoteurs. Les associations modulaires atypiques identifiées au cours de ce travail contribuent à abolir les frontières entre les différentes classes d’EGMMobile Genetic Elements (MGEs) play a major role in bacterial evolution by conferring genome plasticity. TnGBS is a new family of atypical integrative and conjugative elements (ICE) that exploits an insertion sequence (IS) transposase instead of a phage integrase for their stabilization. This work shows that TnGBS represent a wide and diverse family of ICE, specific to the genus Streptococcus. The characterization of different conserved functions identifies key genetic determinants involved in their mobility. More specifically, we demonstrate that they take advantage of plasmidic theta replication to promote their mobility. The study of their transposase leads to the identification of new MGE families and permits to propose a transposase domain implicated in their insertion specificity upstream promoters. The different modular associations identified in this study contribute to blur the line between the different types of MGEs
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Castel, David. „Inférence du réseau génétique d'Id2 dans les kératinocytes humains par intégration de données génomiques à large échelle“. Evry-Val d'Essonne, 2007. http://www.biblio.univ-evry.fr/theses/2007/interne/2007/2007EVRY0026.pdf.
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Dans ce travail nous avons étudié le réseau génétique d'Id2, un régulateur dominant négatif des bHLH, de manière à comprendre son rôle dans le contrôle de l'équilibre entre prolifération et différenciation dans les kératinocytes humains. Nous avons pour cela mis en œuvre une stratégie originale consistant, d'une part à étudier les variations du transcriptome de kératinocytes présentant une surexpression et une extinction d'Id2 de manière à découvrir les gènes qu'elle régule, et d'autre part à cribler les gènes régulateurs de l'expression d'Id2 sur puce à siARN. L'ensemble des résultats, complétés par des mesures phénotypiques, nous ont permis de mettre en évidence le rôle d'Id2 dans l'entrée en différenciation, la régulation de la prolifération, mais aussi dans des fonctions inconnues comme le contrôle de l'anaphase et la réparation des dommages de l'ADN. Enfin, ces résultats nous ont permis plus globalement d'appréhender la topologie du réseau de régulation transcriptionnelle d'Id2We report in the present study the characterization of the genetic regulatory network of Id2, a dominant negative regulator of bHLH, to further understand its role in the control of the proliferation/differentiation balance in human keratinocytes. To identify Id2 gene targets, we first used gene expression profiling in cells exhibiting Id2 overexpression or knock-down. At the same time we screened an siRNA library using an siRNA microarrays approach to characterize Id2 transcriptionnal regulators. These results, with additional phenotypic observations, show that Id2 exert a key role in the control of keratinocyte commitment into differentiation or proliferation. Furthermore, we unravel new functions of Id2 in anaphase promotion and DNA recombination control. Overal, our results alllowed a first description of Id2 genetic regulatory network topology
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Da, Cunha Violette. „Réseaux de régulation et éléments intégratifs et conjugatifs de la famille TnGBS dans l’adaptation de Streptococcus agalactiae“. Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066014.
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S. Agalactiae (SGB), première cause d'infections néonatales, est aussi associé à des infections chez l’animal. Or, c'est avant tout une bactérie commensale du tube digestif chez l'homme. Son génome est riche en gènes codant pour des systèmes de régulation qui participent à l'adaptation de la bactérie à différents environnements. En partant de l'analyse de données de transcriptomes, j'ai caractérisé la réponse transcriptionnelle associée à plusieurs de ces systèmes de régulation. J'ai pu mettre en évidence que le processus de D-alanylation, responsable de l'ajustement de la charge nette à la surface de la bactérie, est contrôlé par deux boucles de rétrorégulation faisant intervenir deux TCS CiaRH et DltRS. J'ai également étudié la régulation de l'expression de deux facteurs de virulence, la protéine Srr et le pilus PI-2a, qui fait intervenir une régulation croisée de régulateurs de la famille RofA-like et un contrôle indirect par le régulateur CovRS appartenant au core génome. Les EGMs jouent un rôle majeur dans l'évolution des génomes par transfert horizontal. Chez SGB, une nouvelle famille d'ICEs, les TnGBS, est impliquée dans des phénomènes de transfert de type Hfr. Nous avons montré qu'ils constituent la première famille d'ICE codant pour une transposase à motif DDE. Ils possèdent aussi une spécificité d'insertion originale au niveau des régions promotrices. L'analyse comparative des séquences de ces ICE a permis de prédire les protéines impliquées dans les différentes phases du processus de conjugaison. Les TnGBS forment deux sous-familles qui associent une même transposase avec deux modules de conjugaison , de réplication distinctsS. Agalactiae (GBS) was initially described as responsible for bovine mastitis, but is now recognized as a leading cause of infections in neonates causing pneumonia, septicemia, and meningitidis. However, this bacterium is primarily a commensal of the human digestive and genitourinary tracts. To colonize and to adapt to this broad range of environments, GBS utilizes transcriptional regulators. Using transcriptomic approaches, we have characterized some of these regulatory systems. In particular, we have demonstrated that the D-alanylation of the LTA is under the control of a dual feedback loop involving the two TCS DltRS and CiaRH. This dual regulation ensure a fine-turning of the expression of the dlt operon expression and consequently of the net charge of the bacterial cell surface. We have also shown that the loci encoding the virulence factors Srr and PI-2a are regulated by two transcription factors of RofA-like family, and also regulated by CovRS regulatory system belonging to the core genome. The EGMs are the major contributor of genome evolution by lateral gene transfer. We have characterized a new family of ICEs ,the TnGBS, corresponding to the first family of ICEs whose excision/integration is mediated by a DDE transposase. Another characteristic of this family is their insertion specificity upstream promoters sequences. The characterization and the comparative analysis of TnGBS related elements led to define the proteins implicated in the different steps of the conjugation process. The TnGBS related elements can be classified in subgroups sharing the tranposase but associated with two different conjugation machineries
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Philippe, Cathy. „Analyse intégrée de données de génomique et d’imagerie pour le diagnostic et le suivi du gliome malin chez l’enfant“. Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112368/document.
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Les tumeurs cérébrales malignes sont la première cause de mortalité par cancer chez l’enfant avec une survie médiane de 12 à 14 mois et une survie globale à 5 ans de 20%, pour les gliomes de haut grade. Ce travail de thèse propose des méthodes innovantes pour l’analyse de blocs de données de génomiques, dans le but d’accroître les connaissances biologiques sur ces tumeurs. Les méthodes proposées étendent les travaux de Tenenhaus et al (2011), introduisant le cadre statistique général : Regularized Generalized Canonical Correlation Analysis (RGCCA). Dans un premier temps, nous étendons RGCCA à la gestion de données en grande dimension via une écriture duale de l’algorithme initial (KGCCA). Dans un deuxième temps, la problématique de la sélection de variables dans un contexte multi-Blocs est étudiée. Nous en proposons une solution avec la méthode SGCCA, qui pénalise la norme L1 des poids des composantes. Dans un troisième temps, nous nous intéressons à la nature des liens entre blocs avec deux autres adaptations. D’une part, la régression logistique multi-Blocs (multiblog) permet de prédire une variable binaire, comme la réponse à un traitement. D’autre part, le modèle de Cox multi-Blocs (multiblox) permet d’évaluer, par exemple, le risque instantané de rechute. Enfin, nous appliquons ces méthodes à l’analyse conjointe des données de transcriptome et d’aberrations du nombre de copies, acquises sur une cohorte de 53 jeunes patients avec un gliome de haut grade primaire. Les résultats sont décrits dans le dernier chapitre du manuscritCerebral malignant tumors are the leading cause of death among pediatric cancers with a median survival from 12 to 14 months and an overall survival of 20% at 5 years for high grade gliomas. This work proposes some innovative methods for the analysis of heterogeneous genomic multi-Block data, with the main objective of increasing biological knowledge about such tumors. These methods extend works of Tenenhaus and Tenenhaus (2011), who introduce Regularized Generalized Canonical Correlation Analysis (RGCCA) as a general statistical framework for multi-Block data analysis. As a first step, we extended RGCCA to handle large-Scale data with kernel methods (KGCCA). As a second step, SGCCA for variable selection within the RGCCA context is studied and leads to an additional constraint on the L1-Norm of the weight vectors. Then, as a third step, we focused on the nature of the links between blocks, with 2 other developments. On one hand, multi-Block logistic regression (multiblog) enables to predict a binary variable, such as response to treatment. On the other hand, the Cox model for multi-Block data (multiblox) enables the assessment of the instant risk, for instance, of relapse. We applied these methods to the joint analysis of Gene Expression and Copy Number Aberrations, acquired on a cohort of 53 young patients with a primary High Grade Glioma. Results are detailed in the last chapter of this work
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Al, Jawhari Mustafa. „Intégration génomique de l’herpèsvirus humain de type 6 (HHV-6) : étude des modifications chromosomiques associées et de l’éventuelle réactivation en présence de drogues“. Limoges, 2014. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f6317566-3244-4bf2-84eb-b2e52647ba8a/blobholder:0/2014LIMO330B.pdf.
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L’herpèsvirus humain de type 6 (HHV-6) est un virus ubiquitaire qui existe sous deux types A et B. Ce virus est capable de s’intégrer dans la région télomérique avec une prévalence de 1% à l’échelle mondiale. Les conséquences de cette intégration demeurent inconnues. Mais, la réactivation de l’HHV-6 a été associée au syndrome d’hypersensibilité médicamenteuse « DRESS ». La détection et le suivi de la réactivation des herpèsvirus chez des patients atteints de DRESS ont été étudiés à l’aide d’une technique de PCR quantitative appliquée sur la salive. L’interprétation des résultats peut être différente selon le virus analysé. Dans le but de savoir si l’HHV-6 peut se réactiver à partir d’un virus intégré et être ainsi à l’origine des manifestations du DRESS, une lignée lymphocytaire B établie à partir d’un patient portant le CIHHV-6 a été traitée par 4 molécules incriminées dans le DRESS. Deux transcrits d’HHV-6 ont été détectés de manière aléatoire et indépendante du traitement. La protéine p41, n’a pas été détectée, montrant que ces molécules n’entraînent pas de réactivation à partir du virus intégré et n’utilisent pas ce mécanisme pour entraîner le DRESS. L’étude d’une large cohorte de 414 patients atteints de pathologies hématologiques ou néphrologiques a révélé une prévalence de 2% de CIHHV-6 (5/249 hématologie ; 0/165 néphrologie). Le chromosome 17 a été la cible d’intégration du HHV6 chez 3 patients. La localisation de l’intégration s’est révélée être en région juxtaposée à celle subtélomérique détectée par FISH, quel que soit le chromosome concerné. Une perte dans la région subtélomérique ainsi qu’une amplification des télomères du chromosome porteur ont été détectées de manière récurrente. Un dysfonctionnement télomérique et une instabilité chromosomique ont été mis en évidence. Nous avons rapporté que deux de nos lignées portant du CIHHV-6 utilisent vraisemblablement les deux voies connues pour maintenir les télomères : l’expression de la télomérase et aussi un profil d’ALTHuman herpesvirus type 6 (HHV-6) is a ubiquitous virus that exists as 2 types A and B. This virus is able to integrate in human chromosome telomeres, with globally 1% of prevalence; the impact of this integration is not yet known. HHV-6 reactivation was associated to the Drug hypersensitivity syndrome or DRESS. We show that detection and monitoring of human herpesvirus reactivation in DRESS patients are possible via quantitative PCR technic applied on saliva. The interpretation of results can be different according to the type of analyzed virus. With the purpose of knowing if the HHV-6 can be reactivated from an integrated virus and so be the cause of DRESS symptoms, a B cell line, established from a patient who has the CIHHV-6, was treated by four molecules incriminated in the DRESS. Two HHV-6 transcripts were detected randomly and independently of treatment. The protein p41 was not detected, which shows that these molecules do not cause any reactivation since the integrated virus and do not use this mechanism to cause the DRESS. The study of a wide cohort of 414 patients with hematological and nephrological diseases revealed a prevalence of 2% of CIHHV-6 (5/249 hematology; 0/165 nephrology). 3 patients had the integration into the chromosome 17. The site of integration using a double labeling viral probe/subtelomeric probe was found to be more precisely in subtelomeric region, regardless of the chromosome in question. The effect of the integration of HHV-6 on the cell was studied by FISH technics. We have detected repeatedly a loss in the subtelomeric region and a telomeres amplification in chromosome which carrying the CIHHV-6. A telomeric dysfunction and chromosomal instability have been demonstrated. We reported that two of our lines carrying the CIHHV-6 likely use the two known ways to maintain telomeres: the telomerase expression and a profile of ALT
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Bellanger, Xavier. „Transfert, accrétion et mobilisation des éléments intégratifs conjugatifs et des îlots génomiques apparentés de "Streptococcus termophilus" : Un mécanisme clef de l'évolution bactérienne ?“ Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10125/document.
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Des analyses de génomes avaient suggéré que de nombreux îlots génomiques bactériens seraient des éléments intégratifs conjugatifs (ICE) ou des éléments en dérivant. Les ICE s'excisent sous forme circulaire par la recombinaison site-spécifique, se transfèrent par conjugaison et s'intègrent chez une cellule réceptrice. Les éléments de ce type sont très abondants aux seins des génomes de bactéries et d'archées. Divers îlots génomiques apparentés sont intégrés dans l'extrémité 3' de l'ORF fda chez plusieurs souches de Streptococcus thermophilus. Cette famille inclut 2 éléments intégratifs potentiellement conjugatifs, dont ICESt3, et 4 éléments qui dérivent d'ICE par délétion, les CIME (cis mobilizable elements). Ce travail a montré qu'ICESt3 se transfère entre souches de S. thermophilus et entre espèces proches. Cet élément est le premier élément conjugatif identifié chez ce streptocoque. Le transfert d'ICESt3 vers une cellule portant un ICE ou un CIME intégré a conduit à l'accrétion site-spécifique d'ICESt3 et d'un îlot génomique apparenté. À partir de cellules portant un tandem CIME-ICE, le co-transfert du CIME et de l'ICE ainsi que le transfert du CIME seul ont été obtenus, démontrant la mobilisation conjugative d'un CIME par ICESt3. Ainsi, les îlots génomiques de S. thermophilus évoluent par accrétion site-spécifique et mobilisation conjugative. Par ailleurs, une analyse de séquences disponibles dans les bases de données et une analyse bibliographique suggèrent très fortement que les CIME sont très répandus et que les événements d'accrétion site-spécifique entre îlots génomiques jouent un rôle important dans l'évolution bactérienneAnalyses of genomes had suggested that numerous bacterial genomic islands would be integrative conjugative elements (ICEs) or elements deriving from them. ICEs excise under a circular form by site-specific recombination, transfer by conjugation, and integrate in a recipient cell. The type of elements is very widespread in genomes of bacteria and archaea. Various related genomic islands are integrated at the 3' of the fda ORF in different Streptococcus thermophilus strains. This family includes 2 integrative and potentially conjugative elements, of which ICESt3, and 4 elements deriving from ICEs by deletion and named CIMEs (cis mobilizable elements). This work has demonstrated that ICESt3 transfers between S. thermophilus and related species. This element is the first conjugative element identified in this streptococcus. The ICESt3 transfer to a cell already carrying an ICE or a CIME leads to the characterization of site-specific accretions of ICESt3 and a related genomic island. Using donor cell harboring a CIME-ICE tandem, the co-transfer of the CIME and the ICE, the transfer of the ICE and the transfer of the only CIME were obtained, demonstrating conjugative mobilization of a CIME by ICESt3. Thus, the genomic islands from S. thermophilus evolve by site-specific accretion and conjugative mobilization. Moreover, an analysis of sequences from databases and an analysis of literature strongly suggest that CIMEs are widespread and that site-specific accretions between genomic islands play a key role in bacterial evolution
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Teissier, Marc. „Intégration de données génomiques (mutations, gènes majeurs, marqueurs SNP, haplotypes) dans les modèles d'évaluations génétiques des chèvres laitières pour améliorer l'efficacité de la sélection“. Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0142/document.
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Suite aux travaux de Céline Carillier (2012-2015), des évaluations ssGBLUP ont été mises en place en 2018 pour les races caprines Alpine et Saanen. L’objectif est d’améliorer les précisions des évaluations pour maximiser le progrès génétique pour les caractères d’intérêt. Pour notre première étude, nous nous sommes intéressés à l’effet de la taille de la population de référence (limitée pour ces races) sur les précisions des évaluations. L’accroissement de la population d’apprentissage ne s’est pas systématiquement accompagné d’une hausse des précisions. Le ssGBLUP présente des biais et tend à surestimer ou sous-estimer les valeurs génomiques. Des hyperparamètres ont été introduits dans la construction de la matrice génomique du ssGBLUP pour limiter ces biais. Ces hyperparamètres (, et ) peuvent améliorer les biais tout en affectant de manière limitée les précisions. Pour les races Alpine et Saanen, les biais sont proches de 1 pour un compris entre 0,1 et 0,3 et un compris entre 3 et 4. L’hyperparamètre a peu d’effet sur les précisions et les biais, sa valeur par défaut (0,95) semble être optimale. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l’intégration de mutations causales ou de QTLs dans les modèles d’évaluations pour améliorer les précisions. Des mutations causales et des QTLs ont été détectés dans les races caprines. On peut citer le gène de la caséine s1 pour le taux protéique ou DGAT1 pour le taux butyreux. D’autres études ont identifié un QTL, localisé sur le chromosome 19, en Saanen. Il a été détecté pour les caractères : quantités de lait et de matières (grasses et protéiques), la distance plancher-jarret et pour la qualité de l’attache arrière. L’utilisation des génotypes de la caséine s1 ou DGAT1 dans les modèles d’évaluations (gene content) a été inefficace pour améliorer les précisions des évaluations. Le gene content est une méthode multicaractère où le « gene content » est un second caractère corrélé au caractère en sélection. Pour le taux protéique ou butyreux, les précisions avec le gene content sont entre -11 % et 0 % inférieures aux précisions du ssGBLUP. En pondérant les SNPs de manière adéquate avec un ssGBLUP (appelée Weighted ssGBLUP et notée WssGBLUP), les précisions des évaluations ont été améliorées. Cette méthode attribue des poids aux SNPs en fonction de leur association aux caractères. Ces poids sont intégrés dans la construction de la matrice de parenté génomique. Des gains jusqu’à +5 % et +14 % (Alpine et Saanen) ont été observés par rapport au ssGBLUP. Le WssGBLUP est plus adapté pour la race Saanen car des QTLs sont présents sur la majorité des caractères. Pour la race Alpine, le WssGBLUP s’est avéré intéressant pour le taux protéique. Le ssGBLUP reste la meilleure méthode lorsque le caractère a une architecture génétique polygénique. Enfin, nous nous sommes intéressés à des modèles d’évaluation génomiques haplotypiques. Les haplotypes ont été construits en regroupant plusieurs SNPs consécutifs ou en se basant sur le déséquilibre de liaison entre SNPs. Les haplotypes sont utilisés pour construire une matrice de parenté haplotypique ou convertis en pseudo-SNPs, pour construire une matrice de parenté génomique. En Alpine, les précisions du ssGBLUP haplotypiques (ou pseudo-SNPs) ont évolué entre -1 % et 19 % par rapport au ssGBLUP basé sur l’information des SNPs. En Saanen, les précisions ont évolué entre -3 % et +6 % par rapport au ssGBLUP. Nous avons appliqué le WssGBLUP avec des pseudo-SNPs. En Saanen, une amélioration des précisions jusqu’à +16 % par rapport au ssGBLUP a été observée. Les gains les plus forts (supérieurs à +10 %) sont obtenus pour les caractères avec un QTL identifié (lait, matières grasses et protéiques, taux protéique, qualité de l’attache arrière et distance entre le plancher et le jarret). En Alpine, des gains de précision entre -8 % et +5 % ont été observés par rapport au ssGBLUP selon le caractère excepté pour les matières grasses (+19 %)Following Céline Carillier’s PhD (2012-2015), genomic evaluations based on the ssGBLUP were implemented in 2018 in the dairy goat breeds Alpine and Saanen. The objective of breeders is to improve the accuracy of genomic evaluations in order to maximize genetic gain for traits of interest. In our first study, we looked at the effect of the size of the reference population (limited for these breeds) on the accuracy of genomic evaluations. The increase of the training population was not systematically associated with an increase of genomic accuracies. The ssGBLUP has some biases and tends to overestimate or underestimate genomic value estimates. To avoid these biases, hyperparameters were introduced into the construction of the ssGBLUP genomic relationship matrix. An analysis of these hyperparameters (, and ) was carried out and we found that the choice of them improves bias while having a limited impact on genomic accuracy. For the Alpine and Saanen breeds, the biases are close to 1 for a between 0.1 and 0.3 and a between 3 and 4. The hyperparameter has little effect on accuracy and bias and its default value (0,95) seems to be optimal. In a second part of my thesis, we focused on the integration of causal mutations or QTLs into genomic evaluation models to improve genomic accuracy. Causal mutations and QTLs were detected in the Alpine and Saanen breeds such as the s1 casein gene for protein content or DGAT1 for fat content. Other studies have shown a QTL, located on chromosome 19, in the Saanen breed. It was detected for different traits: milk, fat and protein content, udder floor position and rear udder attachment. The use of genotypes for s1 casein or DGAT1 in genomic evaluation models (gene content) was inefficient in improving evaluation accuracy. The gene content is a multi-trait method where the "gene content" is a second trait correlated to the selected trait. Whether for protein or fat content, accuracies with gene content were between -11% and 0% lower than the ssGBLUP accuracies for the Alpine and Saanen breeds. We have shown by adequately weighting SNPs in an ssGBLUP (approach called Weighted ssGBLUP and noted WssGBLUP), the accuracy of evaluations could be improved. This method assigns weights to SNPs based on their association with traits. These weights are integrated into the construction of the genomic relationship matrix. Gains up to +5% for the Alpine breed and +14% for the Saanen breed were observed compared to the ssGBLUP. The WssGBLUP is more suitable for the Saanen breed because QTLs are present on the majority of traits. For the Alpine breed, WssGBLUP was interesting for the protein content. The ssGBLUP remained the most interesting method when the trait had a polygenic genetic architecture. Finally, in the last study, we focused on haplotype genomic evaluation models. Haplotypes were constructed either by grouping several consecutive SNPs or by using the linkage disequilibrium (LD) between SNPs. The haplotypes are then used to build a haplotypic relationship matrix or converted to pseudo-SNPs to build a genomic relationship matrix. In the Alpine breed, the accuracy of the haplotypic ssGBLUP (or pseudo-SNPs) was increased between -1% and 19% compared to an ssGBLUP based on SNP information. On the other hand, in the Saanen breed, the accuracy was increased between -3% and +6% compared to a ssGBLUP. Finally, we applied the WssGBLUP approach using pseudo-SNPs. In the Saanen breed, an improvement in accuracy up to +16% compared to a ssGBLUP was observed. The highest gains (above +10%) were obtained for traits with an identified QTL (milk, fat and protein yields, protein content, udder floor position and rear udder attachment). In the Alpine breed, accuracy gains between -8% and +5% were observed compared to ssGBLUP depending on the trait except for fat yield and fat content where the gains reach +19%
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Meygret, Alexandra. „Caractérisation d'éléments conjugatifs intégratifs (ICE) chez Mycoplasma hominis“. Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0177/document.
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Les mycoplasmes sont des bactéries à petit génome dérivées d’ancêtres à Gram positif par une succession de pertes de matériel génétique. Il a longtemps été considéré que la réduction génétique était la seule force régissant l’évolution de ces bactéries, cependant, des transferts horizontaux de grandes régions chromosomiques au sein et entre les espèces de mycoplasmes ont été récemment mis en évidence. Des éléments conjugatifs et intégratifs (ICE) découverts chez certaines espèces de mycoplasme pourraient être à l’origine de ces transferts. Ces ICEs codent les systèmes nécessaires pour leur excision, leur transfert conjugatif et leur intégration dans la cellule receveuse.Mycoplasma hominis est un mycoplasme commensal des voies génitales qui peut être responsable d’infections gynécologiques, d’infections néonatales et d’infections extragénitales. L’analyse préliminaire de génomes de M. hominis avait montré la présence de régions codantes caractéristiques des ICEs. Les objectifs de cette thèse étaient de rechercher et caractériser les ICEs chez 12 isolats cliniques de M. hominis entièrement séquencés et de déterminer la prévalence de ces ICEs au sein de l’espèce M. hominis. Pour cela, une étude rétrospective sur une période de 6 ans a été menée sur des isolats cliniques obtenus au CHU de Bordeaux. Les concentrations minimales inhibitrices des tétracyclines et des fluoroquinolones ainsi que les mécanismes de résistance ont été déterminés, permettant de disposer d’une collection d’isolats cliniques caractérisés pour l’étude des ICEs.Des ICEs de près de 30 kpb ont été trouvés en une ou plusieurs copies dans sept des 12 souches de M. hominis séquencées. Seulement cinq de ces ICEs semblaient fonctionnels puisqu’une forme circulaire a pu être détectée. Tous les ICEs de M. hominis présentaient une structure similaire avec un module spécifique de M. hominis d’environ 4-kpb, codant des protéines ayant des caractéristiques structurelles similaires à des effecteurs TAL (transcription activator-like), impliqués dans la reconnaissance de nucléotides et dans la transduction de signaux chez les bactéries symbiotiques. La caractérisation des mécanismes de résistance aux antibiotiques des isolats cliniques de M. hominis collectés au CHU de Bordeaux nous a permis de disposer d’une collection de 183 isolats isolés entre 2010 et 2015, parmi lesquels 14,8% étaient porteur du gène tet(M) responsable de la résistance aux tétracyclines, 2,7% étaient résistant à la lévofloxacine et 1,6% étaient résistants à la moxifloxacine par mutation des gènes de la topoisomérase IV et de l’ADN gyrase. Le screening de 120 de ces isolats cliniques a révélé une prévalence élevée des ICEs dans l’espèce M. hominis, mesurée à 45%. Il n’y avait pas de prédominance des ICEs dans les isolats portant le gène tet(M), suggérant que les ICEs n’étaient pas responsables de la dissémination de la résistance à la tétracycline.Des expériences complémentaires de conjugaison seront nécessaires pour confirmer la fonctionnalité des ICEs retrouvés dans l’espèce M. hominis. Cependant, la forte prévalence et le caractère très conservé des ICEs chez M. hominis suggèrent que ces ICEs pourraient conférer un avantage sélectif pour la physiologie ou la physiopathologie de la bactérie. Ce travail ouvre ainsi la voie à de futures études qui permettront une meilleure compréhension des transferts horizontaux de gènes et des facteurs de virulence chez M. hominisMycoplasmas are small-genome bacteria derived from Gram-positive ancestors by a succession of genetic material losses. It has long been considered that genetic reduction was the only force governing the evolution of these bacteria, however, horizontal transfers of large chromosomal regions within and between mycoplasma species have recently been reported. Conjugative and integrative elements (ICE) found in some species of mycoplasma may be responsible for these transfers. These ICEs encode the systems necessary for excision, conjugative transfer and integration into a recipient cell.Mycoplasma hominis is a commensal genital mycoplasma that can be responsible for gynecological infections, neonatal infections and extragenital infections. Preliminary analysis of M. hominis genomes had showed the presence of coding regions characteristic of ICEs. The objectives of this thesis were to search for and characterize ICEs in one reference strain and 11 fully sequenced M. hominis clinical isolates and to determine the prevalence of these ICEs in the M. hominis species. To do so, a retrospective study over a period of 6 years was conducted on clinical isolates collected at the Bordeaux University Hospital. The minimum inhibitory concentrations of tetracyclines and fluoroquinolones as well as resistance mechanisms were determined, providing a collection of clinical isolates characterized for the study of ICEs.ICEs of 27-30 kpb were found in one or two copies in seven of the 12 M. hominis sequenced strains. Only five of these ICEs seemed functional since circular forms of extrachromosomal ICE were detected. All M. hominis ICEs exhibited a similar structure consisting of a 4.0-5.1 kb module composed of five to six juxtaposed CDSs, encoding proteins that share common structural features with transcription activator-like (TAL) effectors, involved in polynucleotide recognition and signal transduction in symbiotic bacteria. The characterization of antibiotic resistance mechanisms in M. hominis clinical isolates collected at Bordeaux University Hospital enabled us to obtain a collection of 183 isolates isolated between 2010 and 2015, of which 14.8% harbored the tet(M) gene responsible for tetracycline resistance, 2.7% were resistant to levofloxacin and 1.6% were resistant to moxifloxacin by mutation in topoisomerase IV and DNA gyrase genes. Screening of 120 of these clinical isolates revealed a high prevalence of ICEs in M. hominis, measured to be 45%. The proportion of ICEs was not higher in isolates carrying the tet (M) gene, suggesting that ICEs were not responsible for the spread of tetracycline resistance.Additional mating experiments will be necessary to confirm the functionality of the ICEs found in the M. hominis species. However, the conserved and specific structure of M. hominis ICEs and the high prevalence in clinical strains suggest that these ICEs may confer a selective advantage for the physiology or pathogenicity of the bacteria. This work opens the way for future studies that will provide a better understanding of horizontal gene transfers and virulence factors in M. hominis
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Poulin-Laprade, Dominic. „Étude de la régulation transcriptionnelle des éléments intégratifs et conjugatifs de la famille SXT/R391“. Thèse, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/7934.
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Les éléments intégratifs et conjugatifs (ICE) de la famille SXT/R391 sont reconnus pour leur rôle prépondérant dans la propagation de la résistance aux antibiotiques parmi des populations de Gammaproteobactéries, en particulier chez Vibrio cholerae, l’agent pathogène causant le choléra. Ces éléments génétiques autonomes possèdent tous les gènes nécessaires à leur dissémination au sein d’une population bactérienne et s’intègrent normalement dans un site précis du chromosome bactérien. L’activateur SetCD et la machinerie de conjugaison encodée par les ICE permettent non seulement leur transfert conjugatif, mais également la mobilisation d’îlots génomiques, les MGI (mobilizable genomic islands). Lorsque leur transfert est enclenché sans excision au préalable, les MGI et les ICE peuvent mobiliser plusieurs centaines de kb d’ADN chromosomique adjacent à leurs sites d’insertions. Cet ADN mobilisé peut alors recombiner avec le génome de la cellule réceptrice, aboutissant à des remplacements d’allèles. En plus du squelette de gènes conservés de cette famille d’ICE, ces éléments portent une cargaison d’ADN variable qui peut coder pour des fonctions adaptatives potentiellement avantageuses pour l’hôte bactérien. Les ICE SXT/R391 portent également les gènes codant pour un système de recombinaison qui promeut la diversité de la famille en générant des ICE hybrides. Ces éléments mobiles sont extrêmement stables dans les populations bactériennes. Cette stabilité est attribuable à leur intégration au chromosome et à plusieurs composantes qu’ils contiennent, par exemple les systèmes toxine-antitoxine de la cargaison d’ADN variable ou encore le système conservé de partition des éléments excisés.
La majorité des gènes portés par les ICE SXT/R391 est contrôlée par leur système de régulation qui se situe au cœur de ce projet doctoral. Ce système de régulation comprend SetR, le répresseur responsable du maintien de l’état quiescent dans lequel l’ICE est intégré au chromosome et est propagé verticalement dans la population bactérienne, c’est-à-dire au rythme de la réplication chromosomique et de la division cellulaire. Lorsque l’ADN bactérien est endommagé, il y a activation de la réponse SOS de réparation de l’ADN par RecA, un facteur de l’hôte, qui induit parallèlement l’autoprotéolyse de SetR, levant ainsi la répression exercée sur les gènes setC et setD. Ces derniers codent pour SetCD, le complexe activateur des ICE SXT/R391 qui active l’expression de la machinerie de conjugaison ainsi que d’autres fonctions codées par ces ICE.
Ce projet doctoral a permis l’identification de nouvelles composantes importantes pour la régulation des ICE SXT/R391. Premièrement, nous avons généré par génie génétique plusieurs mutants qui ont permis de caractériser CroS par des essais de transfert conjugatif, de PCR quantitatif en temps réel (qRT-PCR) et d’expression avec le gène rapporteur lacZ. Nous avons déterminé que CroS est un régulateur transcriptionnel qui, avec SetR, constitue un interrupteur génétique permettant l’induction du transfert conjugatif dépendante de RecA. Nous avons également validé par gel à retardement la liaison par SetR et CroS d’un site opérateur additionnel. Des essais β galactosidase ont montré que ce site contribue à la répression des gènes croS, setC et setD. De plus, les résultats de ce projet doctoral ont clarifié certains points concernant la régulation par SetCD. Des essais d’immunoprécipitation de la chromatine couplée à la digestion avec une exonucléase (ChIP-exo) combinés avec le séquençage de l’ARN (RNA-seq) et la détermination des sites +1 d’initiation de la transcription (5’-RACE et extension d’amorces) ont permis d’établir le régulon de SetCD chez les ICE SXT/R391 et chez les MGI qu’ils mobilisent. La nécessité de SetCD dans la cellule réceptrice pour qu’il y ait intégration de l’ICE de manière site-spécifique dans l’extrémité 5’ du gène prfC a été mise en évidence à l’aide de la construction de mutants, d’essais de transfert conjugatif, de buvardage de type Southern, d’électrophorèse en champs pulsés et de PCR en temps réel. Nous avons également observé, grâce à des essais de PCR quantitatif et d’activité β galactosidase, une boucle de rétroaction positive médiée par l’activation de l’excision et de la réplication de l’ICE par SetCD. En somme, ce projet doctoral a mené à une meilleure compréhension des composantes et des mécanismes en scène pour la gouvernance de cette famille d’ICE qui sont, entres autres, d’importants vecteurs de la dissémination des résistances aux antibiotiques.
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Lepoivre, Cyrille. „Apports de l' analyse et l'intégration de données génomiques pour l'étude de la transcription et des réseaux de régulation dans le système hématopoïétique“. Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4065.
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Un des défis fondamentaux de la biologie moderne est une meilleure compréhension des mécanismes de régulation de l'expression des gènes, dont dépendent notamment le fonctionnement et la différentiation des cellules. En outre, leurs dérèglements peuvent être à l'origine de pathologies comme par exemple les cancers. Les technologies haut-débit de l'ère post-génomique permettent la production massive de données concernant notamment l'expression des gènes, les sites de fixation des facteurs de transcription et l'état de la chromatine. Ces données sont une mine d'informations pour l'étude des mécanismes de régulation. Cependant, la quantité et l'hétérogénéité de ces données soulèvent de nombreuses problématiques bioinformatiques liées à l'accès, la visualisation, l'analyse et l'intégration de celles-ci.Cette thèse aborde un certain nombre de ces aspects, à travers plusieurs projets :- la caractérisation bioinformatique de transcrits anti-sens produits par des promoteurs bidirectionnels durant le développement thymocytaire- le développement et l'intégration d'un compendium d'interactions géniques de natures diverses (interactions physiques, régulations, etc), ainsi qu'un outil de visualisation de graphes adapté - l'étude d'un système de transdifférentiation de lymphocytes pre-B en macrophages par induction de CEBPa, et la construction d'un modèle de régulation, grâce à l'analyse intégrée de données de puces à ADN, de ChIP-seq et de séquenceOne of the fundamental challenges of modern biology is to better understand the mechanisms regulating gene expression, on which the functioning and differentiation of cells depend. In particular, disorders in these mechanisms may be the cause of diseases such as cancer. High throughput technologies of the post-genomic era allow mass production of data including gene expression, binding sites of transcription factors and chromatin state. These data a wealth of information for the study of regulatory mechanisms. However, the amount and heterogeneity of these data raise many bioinformatics issues related to access, visualization, analysis and integration of these.This thesis addresses a number of these aspects, through several projects:- bioinformatics characterization of antisense transcripts produced by bidirectional promoters during thymocyte development,- development and integration of a compendium of gene interactions of various kinds (physical interactions, regulations, etc.), and a graph visualization tool,- the study of a transdifferentiation system of pre-B lymphocytes into macrophages by induction of CEBPa, and the construction of a regulation model, thanks to the integrated analysis of DNA microarrays, ChIP-seq and sequence data.This work provides an illustration of some of the bioinformatics issues related to the exploitation of these data and methodologies to efficiently extract biological information, particularly to answer questions regarding the mechanisms of transcription and its regulation in the hematopoietic system
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Lariviere, Delphine. „Méthodes bioinformatiques d'analyse de l'histoire évolutive des familles de gènes ˸ intégration de données, indices évolutifs, et analyses fonctionnelles appliquées aux familles de gènes impliquées dans la réponse des plantes aux stress environnementaux“. Electronic Thesis or Diss., Montpellier, SupAgro, 2016. http://www.theses.fr/2016NSAM0041.
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L'étude des familles de gènes et de leur histoire évolutive apporte des indices précieux pour l'annotation fonctionnelle. En effet, le transfert d’annotations fonctionnelles entre gènes dépend de leur histoire évolutive, que cela soit l’histoire des duplications ou la simple divergence de séquence. Afin d'aider la compréhension des familles de gènes, la reconstruction de l'histoire évolutive doit être associée à des annotations et indices fonctionnels liés aux gènes de la famille. Cette reconstruction de l'histoire évolutive des familles passe par l'intégration de plusieurs données hétérogènes. Les indices évolutifs peuvent provenir de plusieurs sources et faire appel à différents outils, il est alors important de bien identifier quelles sont les informations nécessaires à ces études, mais aussi de rendre possible leur intégration dans une analyse commune adapté aux organismes étudiés. Après avoir étudié les spécificités des génomes de plantes et les modes d'évolution spécifiques des familles de gènes nous avons apporté une réponse à cette problématique en développant un système intégratif dédié à l'analyse des familles de gènes, et particulièrement des familles de gènes impliquées dans la réponse aux stress environnementaux. Ce système contient un ensemble d'outils sélectionnés incluant une méthode originale d'intégration des données de synténie, et propose une visualisation synthétique des informations nécessaire à l'étude des familles de gènes. Ce système a été appliqué à l'analyse de familles d'intérêt impliquées dans la résistance aux stress abiotiques, qui nous permet de discuter de l'apport de ce système à l'étude des familles de gènesThe study of gene families and their evolutive history brings precious evidences for the functional annotation of families. The functional transfer depends on one hand on the relationship between genes, and on another hand on the sequence divergence. In order to facilitate the comprehension of gene families, the inference of their evolutive history must be correlated to functional evidences and annotations. This inference is possible through the integration of several heterogeneous data. Evolutive evidences can come from several different data sources and need several tools . It is therefore important to clearly identify both these sources and tools, but also to implement their integration in a common analysis specific to the studied organisms. After studying plant genomes specificities, and their specific mode of evolution, we responded to this problematic through the development of an integrative system containing expertingly chosen data, and implemented tools dedicated to the analysis of gene families. The system also propose a synthetic visualisation analytic tool and an original method to integrate syntenic data for gene family analysis. This system has then been used to study gene family of interest, implied in abiotic stress resistance in plants, that allows us to discuss the intake of the system for gene family analysis
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Dahmane, Narimane. „Caractérisation des éléments intégratifs conjugatifs de la famille ICESt3 et des facteurs influençant leur mobilité“. Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0269/document.
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Les éléments intégratifs conjugatifs (ICE) sont des éléments génétiques mobiles se transférant horizontalement d’une bactérie à une autre. Les ICE sont porteurs de gènes adaptatifs pouvant significativement améliorer le fitness de la bactérie hôte et permettre son adaptation à de nouvelles niches écologiques. Lors de ces travaux, des ICE apparentés à ICESt3 ont été retrouvés chez la bactérie commensale et pathogène opportuniste Streptococcus salivarius. Les analyses in silico réalisées ont démontré la diversité des ICE de cette famille, notamment au niveau de leurs modules de recombinaison, de régulation mais aussi de leurs gènes adaptatifs potentiellement mis à disposition de la communauté microbienne orale et digestive de l’Homme. La fonctionnalité de deux de ces ICE a été mise en évidence expérimentalement à travers l’évaluation de la capacité de ces éléments à se transférer intra- et inter-spécifiquement. Ces travaux ont également permis l’identification de facteurs d’hôte influençant la mobilité d’ICESt3, révélant ainsi l’importance, pour le transfert et l’acquisition de cet ICE, des molécules de surface telles que les lipoprotéines, les acides téichoïques et les exopolysaccharides. En conclusion, il a été démontré que les éléments de la famille ICESt3 participent à l’évolution du génome chez différentes espèces de streptocoques et aux échanges génétiques entre bactéries issues de l’alimentation et bactéries de la flore digestive humaine. Enfin, ces travaux ont contribué à une meilleure compréhension des mécanismes et des facteurs d’hôte influençant la mobilité de ces éléments génétiques mobilesIntegrative Conjugative Elements (ICEs) are mobile genetic elements that can be horizontally transferred from a bacterium to another, eventually regardless of the species or any other classification, allowing them to benefit from a broad host spectrum. ICEs can carry adaptive genes that can significantly improve the bacterial fitness and allow its adaptation to new ecological niches. In this work, ICEs related to ICESt3 were found in the commensal and opportunistic pathogen Streptococcus salivarius. In silico analysis highlighted the diversity of the ICESt3 family within this species, especially concerning their recombination and regulation modules, but also their adaptive genes likely available for the oral and digestive microbial community of the human host. The functionality of two ICEs found in S. salivarius was experimentally confirmed through their ability to transfer in intra- and interspecific manners. This work also allowed the identification of host factors affecting ICESt3 mobility, and revealed the importance, for the transfer and the acquisition of this ICE, of cell surface molecules such as lipoproteins, teichoic acids and exopolysaccharides. In conclusion, this thesis allowed expanding the knowledge regarding the mobile genetic elements of the ICESt3 family. This work demonstrated that these elements contribute to genome evolution of different streptococci species and gene exchanges between bacteria originated from food and the human gut flora. Finally, this study contributes to a better comprehension of the mechanisms and host factors influencing the mobility of these mobile genetic elements
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Carene, Dimitri. „Décrypter la réponse thérapeutique des tumeurs en intégrant des données moléculaires, pharmacologiques et cliniques à l’aide de méthodes statistiques et informatiques“. Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS589.
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Le cancer est la cause la plus fréquente de décès dans le monde, avec 8,2 millions de décès par an. Des études génomiques à grande échelle ont montré que chaque tumeur est caractérisée par un profil génomique unique, conduisant au développement de la médecine de précision, où le traitement est adapté aux altérations génomiques de la tumeur du patient. Dans le cancer du sein précoce HR+/HER2-, les caractéristiques clinicopathologiques des patientes, bien qu’elles aient une valeur pronostique claire, ne sont pas suffisantes pour expliquer entièrement le risque de rechute à distance. L'objectif principal de ce projet de thèse était de déterminer les altérations génomiques impliquées dans la rechute à distance, en plus des paramètres cliniques des patientes, en utilisant des méthodes statistiques et informatiques. Ce projet a été réalisé à partir de données cliniques et génomiques (nombre de copies et mutations) issues des études PACS04 et METABRIC.Dans la première partie de mon projet de thèse, j’ai tout d’abord évalué la valeur pronostique du nombre de copies de gènes prédéfinis (FGFR1, Fibroblast Growth Factor Receptor 1 ; CCND1, Cyclin D1 ; ZNF217, Zinc Finger protein 217 ; ERBB2 ou HER2, Humain Epidermal Growth Factor) ainsi qu’un panel de mutations de gènes « driver ». Les résultats de l’étude PACS04 ont montrés que l’amplification de FGFR1 augmente le risque de rechute à distance alors que les mutations de MAP3K1 diminuent le risque de rechute. Ensuite, un score génomique fondé sur FGFR1 et MAP3K1 a été créé et a permis de déceler trois niveaux de risques de rechute à distance : risque faible (patientes ayant une mutation du gène MAP3K1), risque modéré (patientes n’ayant pas d’altération du nombre de copies de FGFR1 et n’ayant pas de mutation de MAP3K1) et risque élevé (patientes ayant une amplification de FGFR1 et n’ayant pas de mutation de MAP3K1). Enfin, ce score génomique a été validé sur une base de données publique, METABRIC. Dans la seconde partie de mon projet de thèse, de nouveaux biomarqueurs génomiques pronostiques de la survie ont pu être identifiés grâce aux méthodes pénalisées de type LASSO, prenant en compte la structure en bloc des données.Mots-clés : Altération du nombre de copies, mutations, cancer du sein, biomarqueurs, méthode de sélection de variables, réduction de dimension, modèle de CoxCancer is the most frequent cause of death in the world, with 8.2 million death / year. Large-scale genome studies have shown that each cancer is characterized by a unique genomic profile. This has led to the development of precision medicine, which aims at targeting treatment using tumor genomic alterations that are patient-specific. In hormone-receptor positive/human epidermal growth factor receptor-2 negative early breast cancer, clinicopathologic characteristics are not sufficient to fully explain the risk of distant relapse, despite their well-established prognostic value. The main objective of this thesis project was to use statistical and computational methods to assess to what extent genomic alterations are involved in distant breast cancer relapse in addition to classic prognostic clinicopathologic parameters. This project used clinical and genomic data (i.e., copy numbers and driver gene mutations) from the PACS04 and METABRIC trial.In the first part of my thesis project, I first evaluated prognostic value of copy numbers of predefined genes including FGFR1, Fibroblast Growth Factor Receptor 1; CCND1, Cyclin D1; ZNF217, Zinc Finger Protein 217; ERBB2 or HER2, Human Epidermal Growth Factor, as well as a panel of driver gene mutations. Results from the PACS04 trial showed that FGFR1 amplification increases the risk of distant relapse, whereas mutations of MAP3K1 decrease the risk of relapse. Second, a genomic score based on FGFR1 and MAP3K1, allowed to identify three levels of risk of distant relapse: low risk (patients with a MAP3K1 mutation), moderate risk (patients without FGFR1 copy number aberration and without MAP3K1 mutation) and high risk (patients with FGFR1 amplification and without MAP3K1 mutation). Finally, this genomic score was validated in METABRIC, a publicly available database. In the second part of my thesis project, new prognostic genomic biomarkers of survival were identified using penalized methods of LASSO type, taking into account the block structure of the data.Keywords: Copy number aberrations (CNA), mutations, breast cancer (BC), biomarkers, variable selection methods, dimension reduction, cox regression
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Puymège, Aurore. „Diversité, dynamique et mobilité des éléments intégratifs conjugatifs (ICE) de Streptococcus agalactiae intégrés dans l'extrémité 3' du gène codant un ARNt Lysine“. Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0147/document.
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Les éléments intégratifs conjugatifs (ICE) et les éléments en dérivant jouent un rôle important dans le transfert horizontal de gènes chez les bactéries. Les ICE s'excisent par recombinaison site-spécifique sous forme circulaire, se transfèrent par conjugaison et s'intègrent dans un réplicon de la cellule réceptrice. Streptococcus agalactiae est une bactérie pathogène opportuniste responsable d'infections néonatales sévères chez l'Homme et d'infections chez les animaux (bovins, poissons, ...). Une analyse in silico antérieure de 8 génomes séquencés de Streptococcus agalactiae avait permis d'identifier plusieurs éléments intégrés dans l'extrémité 3' d'un gène codant un ARNtLys CTT dont 4 ICE putatifs. Cette étude élargie à 246 génomes a confirmé la prévalence et la diversité des éléments intégrés dans ce locus (présence d'ICE, éléments mobilisables en trans ou en cis, éléments composites, ... chez 98 % des souches). Une nouvelle famille d'éléments mobilisables putatifs s'intégrant dans l'oriT d'ICE a été caractérisée. L'étude fonctionnelle de 5 ICE a montré que 4 s'excisent du chromosome mais que seuls ICE_FSL S3-026_tRNALys et ICE_515_tRNALys se transfèrent par conjugaison au sein de l'espèce et vers S. pyogenes pour l'un des 2. Des éléments composites ont été obtenus par transfert d'ICE_515_tRNALys vers une souche possédant déjà un élément intégré dans ce locus. Un de ces éléments composites est capable de s'exciser et de se transférer par conjugaison conduisant à une mobilisation en cis de l'élément résident. En conclusion, les ICE et les éléments mobilisables (en cis ou en trans) sont très répandus chez S. agalactiae et contribuent à la plasticité génomique chez cette espèceIntegrative and Conjugative Elements (ICEs) and related elements are widespread in bacteria and play a key role in horizontal gene transfer. ICEs excise by site-specific recombination as a circular intermediate, promote their own transfer by conjugation and then integrate into a replicon of the recipient cell. Streptococcus agalactiae is an opportunistic pathogen that causes severe human invasive neonatal infections as well as infections in animals (bovine, fish...). Previous in silico analysis of eight sequenced genomes of S. agalactiae identified in each genome a different element integrated in the tRNALys CTT gene with four putative ICEs. This study, carried on 246 other genomes of S. agalactiae, confirmed the prevalence and diversity of elements integrated in this locus with 98% of the strains carrying an element (ICE, trans or cis mobilizable elements composite elements...). A novel family of putative mobilisable elements which can integrate in the oriT of ICE has been characterized. Functional analysis of 5 ICEs demonstrated that four can excise of the chromosome but that only ICE_FSLS3-026_tRNALys and ICE_515_tRNALys can transfer by conjugation inside the species or to S. pyogenes for one of them. Composite elements have been obtained after transfer of ICE_515_tRNALys to a recipient strain already carrying an element integrated in the same locus. One of this composite element is able to excise and transfer by conjugation to a new strain leading to cis-mobilization of the resident element.In conclusion, ICEs and cis and trans mobilizable elements are widespread in S. agalactiae and contribute to the genomic plasticity in this bacterial species
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Chaffanel, Fanny. „Diversité génétique et phénotypique d'une collection de souches de Streptococcus salivarius : étude des éléments intégratifs et des capacités d’adhésion aux cellules des écosystèmes digestif et buccal“. Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0070/document.
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Streptococcus salivarius est une bactérie commensale présente dans la cavité buccale et tout au long du tractus digestif (Eckburg et al., 2005; Hao & Lee, 2004). Elle est fréquemment retrouvée attachée à la langue ou aux parois stomacales et intestinales au sein de biofilms (Cvitkovitch et al., 2003). Dans un biofilm, la densité cellulaire implique une proximité physique entre les bactéries de différentes espèces propice aux échanges de gènes entre elles. Ces transferts horizontaux permettent l’acquisition par les bactéries de gènes d’adaptation tels que des gènes de résistance aux antibiotiques et de virulence (Kolenbrander et al., 2010; Molin & Tolker-Nielsen, 2003). Largement répandus dans les génomes bactériens, bien que peu étudiés, les éléments intégratifs conjugatifs (ICE) et les éléments intégratifs mobilisables (IME) jouent probablement un rôle majeur dans ces transferts et dans l’adaptation des souches à leur environnement. L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier chez S. salivarius les éléments intégratifs (prévalence, diversité et transfert d’un ICE) ainsi que les capacités d’adhésion aux cellules des écosystèmes digestif et buccal. Une étude par MLST (MultiLocus Sequence Type) a permis de classer 212 souches de la collection de S. salivarius du laboratoire DynAMic en 96 Sequence Types et de révéler la diversité de ces souches. Parmi celles-ci, 138 ont été sélectionnées comme représentatives de la diversité de la collection pour les études ultérieures. La recherche par PCR d’éléments intégratifs parmi ces souches a permis de montrer que plus de 70% d'entre elles présentent au moins un élément intégratif porteur d’au moins un gène de résistance aux antibiotiques. Ainsi la diversité des phénotypes de résistance aux antibiotiques observée a pu être corrélée à la diversité des éléments intégratifs retrouvés (Tn916, Tn3872, Tn6002, Tn2009, MEGA) ou décrits pour la première fois (IQ element) chez S. salivarius. La diversité et la prévalence des ICE et des IME chez S. salivarius a été caractérisée au sein des génomes entièrement séquencés de 19 souches. Cette analyse a permis de détecter 27 ICE appartenant à 2 superfamilles (Tn916 et Tn5252) et 4 familles distinctes (ICESt3, Tn916, Tn1549 et TnGBS2) qui sont intégrés dans 12 sites d’intégration différents. Elle a également permis de détecter 37 IME qui sont intégrés dans 7 sites différents ainsi que 10 éléments MEGA intégrés dans deux gènes différents. L’étude des ICE de la famille ICESt3 qui sont décrits pour la première fois chez S. salivarius dans ce travail montre qu’ils sont intégrés dans le site déjà décrit (à l’extrémité 3’ du gène fda), mais aussi dans deux nouveaux sites (à l’extrémité 3’ des gènes rpsI et rpmG). En parallèle de ces travaux, la capacité d’adhésion de souches de S. salivarius à la salive et aux cellules épithéliales gastro-intestinales a été étudiée. Les résultats ont montré que la capacité d’adhésion à la salive de 24 souches est très variée et souche dépendante. De même, la capacité d’adhésion aux cellules épithéliales gastro-intestinales Caco2 et HT29-MTX de 14 de ces souches est souche dépendante mais aussi lignée cellulaire dépendante. Ces résultats ont permis de sélectionner la souche F6-1 dont le phénotype d’adhésion aux cellules HT29-MTX et HT29-CL16E est particulièrement élevé et dépendant de la sécrétion de mucus. L’étude de mutants de cette souche a montré que sa capacité d’adhésion dépend à la fois de certaines de ses protéines de surface et de la lignée cellulaire épithéliale gastro-intestinale. Enfin, des expériences de transfert conjugatif d’ICESt3 F6-1 rpsI ont été réalisées dans différentes conditions. Cependant, bien que sa capacité d’excision ait été démontrée et qu’une analyse in silico indique que cet ICE serait fonctionnel, aucun transconjugant n’a pu être obtenu dans les différentes conditions testéesStreptococcus salivarius is a commensal bacterium present in the oral cavity and all along the digestive tract (Eckburg et al., 2005; Hao & Lee, 2004). It is frequently found attached to tongue or to stomach and intestinal walls within biofilms (Cvitkovitch et al., 2003). In a biofilm, the cellular density implies a physical proximity between bacteria of different species which is favorable for genetic exchange between them. These horizontal transfers permit the bacteria to acquire genes of adaptation such as virulence and antibiotic resistance genes (Kolenbrander et al., 2010; Molin & Tolker-Nielsen, 2003). Largely present in the bacterial genomes, although not widely studied, the integrative conjugative elements (ICEs) and the integrative mobilizable elements (IMEs) probably play a major role in these transfers and in the adaptation of strains to their environment. The objective of this thesis is to study within S. salivarius the integrative elements (prevalence, diversity and transfer of one ICE) as well as the adhesion capacity to the cells of the oral and digestive ecosystems. A MLST study (MultiLocus Sequence Type) has allowed the classification of 212 strains of the S. salivarius collection from the DynAMic laboratory in 96 Sequence Types and to reveal the diversity of these strains. Among these, 138 were selected as representative of the diversity of the collection for ulterior studies. PCR research of integrative elements of these strains has shown that more than 70% of these strains present at least one integrative element carrying at least one antibiotic resistance gene. Therefore the diversity of the antibiotic resistance phenotypes observed were able to be correlated to the diversity of the integrative elements found (Tn916, Tn3872, Tn6002, Tn2009, MEGA) or described for the first time (IQ element) in S. salivarius. The diversity and prevalence of the ICE and IME in S. salivarius were characterized within the completely sequenced genomes of 19 strains. This analysis has allowed the detection of 27 ICE belonging to 2 superfamilies (Tn916 and Tn5252) and 4 distinctive families (ICESt3, Tn916, Tn1549 and TnGBS2) which are integrated into 12 different integration sites. The analysis also allowed the detection of 37 IME which are integrated in 7 different sites as well as 10 MEGA elements integrated in two different genes. The study of the ICE of the ICESt3 family which are described for the first time in S. salivarius in this work showed that they are integrated in the site already described (at the 3’ end of the fda gene), but also in 2 new sites (at the 3’ end of the rpsl and rpmG genes). In parallel to these studies, the adhesion capacity of S. salivarius strains to saliva and gastro-intestinal epithelial cells has been studied. The results have shown that adhesion capacity to the saliva of 24 strains are much diversified and strain dependent. Likewise, the capacity of adhesion to gastro-intestinal epithelial cell lines Caco2 and HT29-MTX of 14 of these strains is strain dependent but also cellular line dependent. These results have allowed the selection of the F6-1 strain of which the adhesion phenotype to HT29-MX and HT29-CL16E cells is particularly high and dependent on the secretion of mucus. The study of mutants of this strain has shown that its adhesion capacity is dependent both on some of their surface proteins and on the gastro-intestinal epithelial cell lines. Finally, conjugative transfer experiments of the ICESt3 F6-1 rpsl were performed under different conditions. Its excision capacity has been shown and an in silico analysis indicates that this ICE could be functional. However, no transconjugant has been obtained whatever the tested conditions
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Vignes, Matthieu. „Modèles markoviens graphiques pour la fusion de données individuelles et d'intéractions : application à la classification de gènes“. Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10208.
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Les recherches que nous présentons dans ce mémoire s'inscrivent dans le cadre de l'intégration statistique de données post-génomiques hétérogènes. La classification non supervisée de gènes vise à regrouper en ensembles significatifs les gènes d'un organisme, vu comme un système complexe, conformément aux données expérimentales afin de dégager des actions concertées de ces gènes dans les mécanismes biologiques mis en jeu. Nous basons notre approche sur des modèles probabilistes graphiques. Plus spécifiquement, nous utilisons l'outil de champs de Markov cachés qui permet la prise en compte simultanée de données propres à chacun des gènes grâce a des distributions de probabilités et de données traduisant un réseau d'interaction au sein de l'organisme a l'aide d'un graphe non-orienté entre les gènes. Apres avoir présenté la problématique et le contexte biologique, nous décrivons le modèle utilise ainsi que les stratégies algorithmiques d'estimation des paramètres (Le. Approximations de type champ moyen). Puis nous nous intéresserons à deux particularités des données auxquelles nous avons été confrontés et qui amènent des développements du modèle utilise, notamment la prise en compte de l'absence de certaines observations et la haute dimensionnalité de celles-ci. Enfin nous présenterons des expériences sur données simulées ainsi que sur données réelles sur la levure qui évaluent le gain apporté par notre travail. Notamment nous avons voulu mettre l'accent sur des interprétations plausibles des résultats obtenusThe research work presented in this dissertation is on keeping with the statistical integration of post -genomics data of heterogeneous kinds. Gene clustering aims at gathering the genes of a living organism -modeled as a complex system- in meaningful groups according to experimental data to decipher the roi es of the genes acting within biological mechanisms under study. We based our approach on probabilistic graphical models. More specifically, we used Hidden Markov Random Fields (HMRF) that allow us to simultaneously account for gene-individual features thanks to probability distributions and network data that translate our knowledge on existing interactions between these genes through a non-oriented graph. Once the biological issues tackled are set, we describe the model we used as weil as algorithmic strategies to deal with parameter estimation (namely mean field-like approximations). Then we examine two specificities of the data we were faced to: the missing observation problem and the high dimensionality ofthis data. They lead to refinements ofthe model under consideration. Lastly, we present our experiments both on simulated and real Yeast data to assess the gain in using our method. Ln particular, our goal was to stress biologically plausible interpretations of our results
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Chuzeville, Sarah. „Caractérisation des fonctions codées par les éléments intégratifs conjugatifs (ICE) intégrés dans un gène codant un ARNt lysine chez Streptococcus agalactiae : rôle dans le maintien des ICE, l'adaptation et la virulence de l'hôte“. Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0261/document.
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Le transfert horizontal participe à l'évolution rapide des génomes bactériens. Les éléments intégratifs et conjugatifs (ICE) sont des îlots génomiques capables de se transférer par conjugaison vers une bactérie receveuse. Streptococcus agalactiae est une bactérie pathogène opportuniste qui est à l'origine de problèmes sanitaires et économiques majeurs. Des études ont révélé la présence de nombreux ICE chez cette espèce, notamment à l'extrémité 3' d?un gène codant un ARNtLys. La fonctionnalité de l'ICE intégré à ce locus chez la souche 515 de S. agalactiae a été démontrée. Les fonctions véhiculées par ICE_515_tRNALys et pouvant conférer un avantage adaptatif ont été caractérisées et leur transfert vers d'autres espèces a été évalué. Les résultats ont montré que l'ICE confère à S. agalactiae des propriétés d'adhésion à l'hôte et de formation de biofilm et pourrait être impliqué dans l'agrégation cellulaire. Un antigène I/II codé par l'ICE est impliqué dans des phénotypes d'adhésion. De plus, un nouveau facteur co-hémolytique de type CAMP, codé par l'ICE et qui pourrait être impliqué dans la virulence et la survie des souches, a été caractérisé. La fonctionnalité de ces facteurs de virulence chez des espèces bactériennes pathogènes et non pathogènes a été établie. Les travaux ont également révélé la prévalence et la dynamique évolutive des ICE appartenant à la famille d'ICE_515_tRNALys et des fonctions adaptatives codées par ces éléments chez plusieurs espèces de streptocoques. En conclusion, les ICE de la famille d'ICE_515_tRNALys représentent des vecteurs de traits phénotypiques importants pour la virulence et la survie chez les streptocoquesHorizontal gene transfer is a rapid mechanism of evolution. Integrative and conjugative elements (ICEs) are genomic islands which can transfer by conjugation to recipient bacteria. Streptococcus agalactiae is a human and animal opportunistic pathogen that is responsible for major health and economic problems. Studies revealed the presence of numerous ICEs in S. agalactiae, in particular at the 3' end of a tRNALys encoding gene. The functionality of the element present in strain S. agalactiae 515 was demonstrated and was thus chosen as a model for this study. This work focused on the characterization of adaptive and virulence functions encoded by ICE_515_tRNALys and their transfer to other species. Results indicated that this ICE confers adhesion properties to host, increases biofilm formation and may be involved in cell aggregation. A new protein belonging to the antigens I/II family is involved in fibronectin binding and contributes to the biofilm phenotype. In addition, a new co-hemolytic CAMP factor encoded by ICE_515_tRNALys, which could be involved in virulence and bacterial survival, was identified and characterized. These virulence factors are functional in other bacterial species. This work also revealed the prevalence and evolutionary dynamics of ICE belonging to the family of ICE_515_tRNALys and adaptive functions encoded by these elements in several species of streptococci. In conclusion, ICEs of the ICE_515_tRNALys family represent vectors of phenotypic features important for virulence and survival in streptococci
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Péneau, Camille. „Mécanismes moléculaires et conséquences oncogéniques des intégrations du Virus de l’Hépatite B dans les tissus hépatiques“. Thesis, Université de Paris (2019-....), 2020. https://theses.md.univ-paris-diderot.fr/PENEAU_Camille_va2.pdf.
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Malgré l’existence d’un vaccin efficace et de traitements supprimant la réplication virale, l’infection par le Virus de l’Hépatite B (VHB) reste une des maladies chroniques les plus fréquentes, avec une mortalité associée dans 39% des cas au développement d’un carcinome hépatocellulaire (CHC), le cancer primitif du foie le plus courant et la troisième cause mondiale de décès par cancer. Le VHB est en effet le facteur de risque principal de survenue d’un CHC, chez des patients ayant généralement une cirrhose du foie induite par l’infection. Cependant, le fait que certains CHC liés au VHB surviennent sans inflammation chronique souligne les propriétés oncogéniques directes de ce virus à ADN, qui peut promouvoir la transformation cellulaire des hépatocytes en s’intégrant dans le génome humain. Ce projet a eu pour but de décrire les formes du VHB présentes dans des tissus hépatiques tumoraux et non-tumoraux de 177 patients majoritairement d’origine africaine et européenne, en utilisant des techniques de capture virale et de séquençage de nouvelle génération, et de caractériser les intégrations du virus en fonction des données génétiques et cliniques des patients. Nous avons montré que les tissus non-tumoraux contiennent plus fréquemment de l’ADN viral réplicatif et un nombre total plus élevé d’insertions, principalement localisées dans des régions de chromatine ouverte mais sans conséquence fonctionnelle directe. Dans les tumeurs en revanche, les intégrations du VHB sont souvent clonales, enrichies à proximité de gènes impliqués dans la carcinogenèse hépatique comme TERT (dans un tiers des CHC liés au VHB), CCNE1, ou KMT2B, et peuvent entraîner directement le développement tumoral en activant ces gènes en cis. Les intégrations du VHB dans CCNA2 ou CCNE1 génèrent par exemple un stress réplicatif et une signature de réarrangements structuraux spécifique, favorisant le développement de CHC agressifs en absence de cirrhose. Nous avons décrit par ailleurs un nouveau mécanisme oncogénique associé aux intégrations du VHB qui repose sur des réarrangements du génome humain délimités par des séquences virales intégrées, qui induisent des altérations du nombre de copies de gènes « driver » situés à distance comme TP53 ou MYC. Nous avons donc approfondi la caractérisation des intégrations virales du VHB dans les CHC, mais également celles du virus adéno-associé (AAV) qui peut également s’intégrer dans l’ADN humain et favoriser le développement tumoral par mutagénèse insertionnelle en altérant les mêmes gènes que le VHB (TERT, CCNA2, CCNE1, KMT2B)Despite the existence of an effective vaccine and of treatments that suppress viral replication, Hepatitis B Virus (HBV) infection remains one of the most frequent chronic diseases. 39% of HBV-related deaths are associated with the development of hepatocellular carcinoma (HCC), the most common primary liver cancer and the third leading cause of cancer death worldwide. HBV is indeed the main risk factor of HCC development in patients who generally already have a liver cirrhosis induced by the infection. However, the fact that some HBV-related HCC occur without chronic inflammation underlines the direct oncogenic properties of this DNA virus, which can promote hepatocyte cell transformation through integration into the human genome. This project aimed to describe the HBV genomes in tumor and non-tumor liver tissues from 177 patients, mostly with African and European origin, using viral capture and next-generation sequencing techniques, and characterized viral integrations according to the genetic and clinical data of the patients. We showed that non-tumor tissues contain more frequently replicating HBV DNA and a higher number of insertions, mainly located in open chromatin regions but without direct functional consequences. In tumors, on the other hand, HBV integrations are often clonal and enriched in proximity of genes involved in hepatocarcinogenesis such as TERT (in one-third of HBV-related HCC), CCNE1, or KMT2B, and can directly lead to tumor development by activating these genes in cis. HBV integrations in CCNA2 or CCNE1, for example, generate replicative stress and a specific signature of structural rearrangements, thus promoting the development of aggressive HCC in the absence of cirrhosis. We also described a novel oncogenic mechanism associated with HBV integrations based on rearrangements of the human genome delimited by integrated viral sequences, which induce copy number alterations of distant "driver" genes such as TP53 or MYC. We have therefore further characterized the viral integrations of HBV in HCC, but also those of the adeno-associated virus (AAV) which can also integrate into human DNA and promote tumor development through insertional mutagenesis by altering the same genes as HBV (TERT, CCNA2, CCNE1, KMT2B)
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Coluzzi, Charles. „L'exploration des génomes par l'outil ICEFinder révèle la forte prévalence et l'extrême diversité des ICE et des IME de streptocoques“. Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0352/document.
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Les éléments génétiques mobiles contribuent grandement à la diversité et à l’évolution des génomes bactériens par le biais du transfert horizontal. Parmi eux, les éléments intégratifs conjugatifs (ICE) codent leur propre excision, leur transfert par conjugaison et leur intégration. En revanche, les éléments intégratifs et mobilisables (IME) ne sont autonomes que pour leur excision et intégration et ne codent seulement que certaines des protéines/fonctions (oriT) dont ils ont besoin pour leur transfert conjugatif. Par conséquent, les IME ont besoin d’un élément conjugatif « helper » pour se transférer. Malgré leur impact sur le flux des gènes et l’évolution des génomes, la prévalence des ICE reste peu étudiée et seulement très peu d’IME avaient été identifiés au début de cette étude. De plus, bien que plusieurs méthodes de détection des ilots génomiques existent, aucune d’elles n’est dédiée aux ICE ou aux IME. Ce qui ne facilite pas l’analyse exhaustive de ces éléments. Le genre Streptococcus appartient au phylum des firmicutes. La quasi-totalité des streptocoques sont des bactéries commensales ou pathogènes de l’homme et d’autres animaux. Aussi, 2 espèces de streptocoques sont utilisées en tant que ferments lactiques lors la production de laits fermentés et divers fromages. Globalement, le genre streptocoques représente un groupe d’intérêt pour l’homme, l’étude du flux de gènes au sein de ces organismes et l’impact qu’il peut avoir sur leur mode vie est primordiale. Au cours de cette thèse, nous avons recherché les ICE et les IME dans 124 souches de streptocoques appartenant à 27 espèces en utilisant une base de données de référence comportant des protéines dites « signatures » d’IME et d’ICE (de leurs modules de conjugaison/mobilisation et d’integration/excision). Cette analyse exhaustive a permis l’identification et la délimitation de 131 ICE ou ICE légèrement dégénérés et 144 IME. Tous ces éléments ont été délimités, ce qui nous a permis de déterminer leur spécificité d’intégration dans les génomes. Au total, 17 spécificités d’intégration ont été identifiées pour les ICE dont 8 encore jamais décrites (ftsK, guaA, lysS, mutT, rpmG, rpsI, traG and ybaB/EbfC) et 18 spécificités pour les IME dont seulement 5 étaient connues chez les firmicutes. Les modules d’intégration des ICE codent soit une intégrase à tyrosine pouvant avoir une faible spécificité (1 famille d’intégrase) ou une forte spécificité (13 spécificités différentes), soit des intégrases à sérine seule ou en triplet (4 spécificités différentes), soit une transposase à DDE. Les IME codent soit des intégrases à tyrosine (10 spécificités différentes) soit des intégrases à serine seule (8 spécificités différentes). Les ICE ont été groupés en 7 familles distinctes selon les protéines codées par leur module de conjugaison. Les IME présentaient une très forte diversité au sein de leur module de mobilisation, empêchant ainsi leur regroupement en famille selon les gènes portés par ce module. Les analyses phylogénétiques des protéines signature codées par tous les ICE et les IME ont montré des échanges de modules d’intégration entre les ICE et les IME et de nombreux échanges entre les modules de mobilisation des IME. L’ensemble de ces résultats révèle la forte prévalence et l’extrême diversité des ICE et des IME au sein des génomes de streptocoques. Une meilleure connaissance et compréhension de ces éléments nous a incité à construire un outil informatique semi-automatisé de détection des ICE et des IME de Streptocoques ainsi que leurs sites d’insertionMobile genetic elements largely contribute to the evolution and diversity of bacterial genomes through horizontal gene transfer. Among them, the integrative and conjugative elements (ICEs) encode their own excision, conjugative transfer and integration. On the other hand, integrative mobilizable elements (IMEs) are autonomous for excision and integration but encode only some of the proteins needed for their conjugative transfer. IMEs therefore need a “helper” conjugative element to transfer. Despite their impact on gene flow and genome dynamics, the prevalence of ICEs remains largely underscored and very few IMEs were identified at the beginning of this study. Furthermore, although several in silico methods exist to detect genomic islands, none are dedicated to ICEs or IMEs, thus complicating exhaustive examination of these mobile elements. The Streptococcus genus belongs to the firmicutes’ phylum. Almost all streptococci are commensal bacteria or pathogenes to men and animals. Two species of Streptococcus are also used in the dairy industry as lactic ferments in order to produce fermented milk and different types of cheese. Studying the gene flux of the Steptococci genus and the impact it can have on the lifestyle of these organisms is essential, as it has a lot of interest for human health and activities. In this work, we searched for ICEs and IMEs in 124 strains of streptococci belonging to 27 species using a reference database of ICE and IME signature proteins (from their conjugation, mobilization and integration/excision modules). This exhaustive analysis led to the identification and delimitation of 131 ICEs or slightly decayed ICEs and 144 IMEs. All these elements were delimited, which allowed us to identify their integration specificities in the genomes. In total, 17 ICE integration specificities were identified. Among them, 8 had never been described before (ftsK, guaA, lysS, mutT, rpmG, rpsI, traG and ybaB/EbfC). 18 specificities were also identified for IMEs, among which only 5 were known for the firmicutes. ICEs encode high or low-specificity tyrosine integrases (13 different specificities), single serine intégrases (1 specificity), triplet of serine integrases (3 different specificities), or DDE transposases while IMEs encode either tyrosine integrases (10 different specificities) or single serine integrases (8 different specificities). ICE were grouped in 7 distinct families according to the proteins encoded by their conjugation module whereas the mobilization modules of IMEs were highly diverse, preventing them from grouping into families according to their mobilization modules. The phylogenetic analysis of the signature proteins encoded by all ICEs and IMEs showed integration module exchanges between ICEs and IMEs and several mobilization module exchanges between IMEs. The overall results reveal a strong prevalence and extreme diversity of these elements among Streptococci genomes. Better understanding and knowledge of ICEs and IMEs prompted us to build a semi-automated command-line tool to identify streptococcal ICEs and IMEs as well as to determine their insertion site
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Yan, Yiqing. „Scalable and accurate algorithms for computational genomics and dna-based digital storage“. Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS078.
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La réduction des coûts et l'amélioration du débit de la technologie de séquençage ont entraîné de nouvelles avancées dans des applications telles que la médecine de précision et le stockage basé sur l'ADN. Cependant, le résultat séquencé contient des erreurs. Pour mesurer la similitude entre le résultat séquencé et la référence, la distance d'édition est préférée en pratique à la distance de Hamming en raison des indels. Le calcul de la distance d'édition est complexe quadratique. Par conséquent, l'analyse de similarité de séquence nécessite beaucoup de calculs. Dans cette thèse, nous introduisons deux algorithmes d'analyse de similarité de séquence précis et évolutifs, i) Accel-Align, un mappeur et un aligneur de séquence rapide basé sur la méthodologie seed–embed–extend, et ii) Motif-Search, une structure-efficace algorithme conscient pour récupérer les informations codées par les motifs composites à partir de l'archive ADN. Ensuite, nous utilisons Accel-Align comme un outil efficace pour étudier la conception d'accès aléatoire dans le stockage basé sur l'ADNCost reduction and throughput improvement in sequencing technology have resulted in new advances in applications such as precision medicine and DNA-based storage. However, the sequenced result contains errors. To measure the similarity between the sequenced result and reference, edit distance is preferred in practice over Hamming distance due to the indels. The primitive edit distance calculation is quadratic complex. Therefore, sequence similarity analysis is computationally intensive. In this thesis, we introduce two accurate and scalable sequence similarity analysis algorithms, i) Accel-Align, a fast sequence mapper and aligner based on the seed–embed–extend methodology, and ii) Motif-Search, an efficient structure-aware algorithm to recover the information encoded by the composite motifs from the DNA archive. Then, we use Accel-Align as an efficient tool to study the random access design in DNA-based storage
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Vignes, Matthieu. „Modèles markoviens graphiques pour la fusion de données individuelles et d'interactions : application à la classification de gènes“. Phd thesis, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00178348.
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Les recherches que nous présentons dans ce mémoire s'inscrivent dans le cadre de l'intégration statistique de données post-génomiques hétérogènes. La classification non supervisée de gènes vise à regrouper en ensembles significatifs les gènes d'un organisme, vu comme un système complexe, conformément aux données expérimentales afin de dégager des actions concertées de ces gènes dans les mécanismes biologiques mis en jeu. Nous basons notre approche sur des modèles probabilistes graphiques. Plus spécifiquement, nous utilisons l'outil de champs de Markov cachés qui permet la prise en compte simultanée de données propres à chacun des gènes grâce a des distributions de probabilités et de données traduisant un réseau d'interaction au sein de l'organisme à l'aide d'un graphe non-orienté entre les gènes.
Apres avoir présenté la problématique et le contexte biologique, nous décrivons le modèle utilisé ainsi que les stratégies algorithmiques d'estimation des paramètres (i.e. approximations de type champ moyen). Puis nous nous intéresserons à deux particularités des données auxquelles nous avons été confrontés et qui amènent des développements du modèle utilisé, notamment la prise en compte de l'absence de certaines observations et la haute dimensionnalité de celles-ci. Enfin nous présenterons des expériences sur données simulées ainsi que sur données réelles sur la levure qui évaluent le gain apporté par notre travail. Notamment, nous avons voulu mettre l'accent sur des interprétations biologiques plausibles des résultats obtenus.