Academic literature on the topic 'Isolateurs (génétique)'

Viruses that are normally safely contained within their host spe­cies can emerge due to intense livestock farming, trade, travel, climate change and encroachment of human activities into new environments. The unexpected emergence of bluetongue virus (BTV), the prototype species of the genus Orbivirus, in economi­cally important livestock species (sheep and cattle) across the whole of Europe (since 1998), indicates that other orbiviruses represent a potential further threat to animal and human popula­tions in Europe and elsewhere. The genus Orbivirus is the largest within the family Reoviridae, containing 22 virus species, as well as 14 unclassified orbiviruses, some of which may repre­sent additional or novel species. The orbiviruses are transmitted primarily by arthropod vectors (e.g. Culicoides, mosquitoes or ticks). Viral genome sequence data provide a basis for virus taxonomy and diagnostic test development, and make it possible to address fundamental questions concerning virus biology, pathogenesis, virulence and evolution, that can be further explored in mutation and reverse genetics studies. Genome sequences also provide criteria for the classification of novel isolates within individual Orbivirus species, as well as the identification of different sero­types, topotypes, reassortants and even closely related but dis­tinct virus lineages. Full-length genome characterization of Tilligerry virus (TILV), a member of the Eubenangee virus species, and Mitchell River virus (MRV), a member of the Warrego virus species, have revealed highly conserved 5’ and 3’ terminal hexanucleotide sequences. Phylogenetic analyses of orbivirus T2 ‘sub-core-shell’ protein sequences reinforce the hypothesis that this protein is an important evolutionary marker for these viruses. The T2 protein shows high levels of amino acid (AA) sequence identity (> 91%) within a single Orbivirus species / serogroup, which can be used for species identification. The T2-protein gene has therefore been given priority in sequencing studies. The T2 protein of TILV is closely related to that of Eubenangee virus (~91% identity), con­firming that they are both members of the same Eubenangee virus species. Although TILV is reported to be related to BTV in serological assays, the TILV T2 protein shows only 68-70% AA identity to BTV. This supports its current classification within a different serogroup (Eubenangee). Warrego virus and MRV are currently classified as two distinct members (different serotypes) within the Warrego virus species. However, they show only about 79% AA identity in their T2 pro­tein (based on partial sequences). It is therefore considered likely that they could be reclassified as members of distinct Orbivirus species. The taxonomic classification of MRV will be reviewed after generating full length sequences for the entire genomes of both viruses. The taxonomic status of each of these viruses will also be tested further by co-infections and attempts to create reassortants between them (only viruses belonging to the same species can reassort their genome segments). TILV and MRV are the first viruses from their respective serogroups / virus species to be genetically fully characterized, and will provide a basis for the further characterization / identification of additional viruses within each group / species. These data will assist in the devel­opment of specific diagnostic assays and potentially in control of emerging diseases. The sequences generated will also help to evaluate current diagnostic [reverse transcriptase - polymerase chain reaction (RT-PCR)] tests for BTV, African horse sickness virus, epizootic haemorrhagic disease virus, etc., in silico, by identifying any possibility of cross reactivity.

AbstractProtein variation and phenetic relationships in four tropical root-knot nematode species were studied by two-dimensional gel electrophoresis (2-DGE). Total soluble protein extracts from white females of Meloidogyne incognita, M. javanica, M. arenaria and M. mayaguensis were separated by electrophoresis, and the two-dimensional (2-D) profiles were compared with a computed analysis system. A four species global comparison allowed detection of 4 and 13 specific proteins for M. arenaria and M. mayaguensis, respectively, among the 498 proteinic spots detected on the synthetic image (or 'master'). Such proteins were not detected for M. incognita and M. javanica. Nevertheless, species discriminative proteins and shared proteins have been identified in all pairwise comparisons between species. In addition, the similarity index and the genetic distances between the different isolates studied were calculated on the basis of homologous polymorphic spots. A dendrogram was constructed according to the UPGMA method. Significance of the results from phenetic study was assessed by bootstrap analysis. M. incognita, M. javanica and M. arenaria showed high similarity. M. mayaguensis was more distant. These results are in agreement with RAPD and RFLP studies.La variabilité protéique et les relations phénétiques de quatre espèces tropicales de nématodes galligènes ont été étudiées par électrophorèse sur gel en deux dimensions (2-DGE). Les protéines solubles totales extraites de femelles blanches de Meloidogyne incognita, M. javanica, M. arenaria et M. mayaguensis ont été séparées par électrophorèse et les profils bidimensionels comparés à l'aide d'un système d'analyse informatisé. Une comparaison globale des quatre espèces a permis de détecter quatre protéines spécifiques pour M. arenaria et 13 pour M. mayaguensis parmi les 498 taches protéiques présentes sur l'image de référence (ou “master”). De telles protéines n'ont été détectées ni pour M. incognita ni pour M. javanica. Néanmoins, des protéines discriminantes et communes ont été identifiées lors de toutes les comparaisons d'espèces deux à deux. De plus, les indices de similarité et les distances génétiques entre les différents isolats étudiés ont été calculés à partir des taches polymorphes homologues. Les dendrogrammes ont été construits selon la méthode UPGMA. La signification des résultats phénétiques a été estimée par une analyse “bootstrap”. M. incognita, M. javanica et M. arenaria sont très proches. M. mayaguensis est plus distant. Ces résultats sont en accord avec ceux d'études en RAPD et RFLP.

Background: Pig production in Uganda is highly constrained by rampant piglet mortalities with diarrhea being a key feature. The present study was conducted to determine possible involvement of Escherichia coli (E. coli) as agents of diarrhea in piglets and elucidate the factors for their spread and virulence, towards development of mitigation strategies in the smallholder pig value chains in Uganda. Methodology: This was a cross-sectional study carried out from January to August 2020 on pre- and post-weaned piglets from households in Kayunga and Mityana districts of Central Uganda, selected by snowballing method to redundancy. Data about herd management and risk factors for colibacillosis were collected from selected farmers in the two districts. A total of 179 faecal samples were collected from randomly selected neonatal and pre-weaning piglets for bacteriological isolation of Escherichia coli. Virulence (enterotoxin and fimbrial) genes from the isolates were detected by multiplex polymerase chain reaction (PCR) assay. Results: From the 179 faecal samples, a total of 158 (88.3%) E. coli isolates were obtained. Virulence gene markers were detected in 18.4% (29/158) of the isolates. Among the investigated genes encoding for enterotoxin production, STb was the most prevalent (16/158, 10.13%), followed by STa (12/158, 7.59%), while gene for LT was not detected. The gene coding for F4 adhesin was the only one detected while F18 adhesin was not detected from the isolates. On multiple logistic regression analysis, only tertiary educational level (OR=0.141; 95% CI=0.30-0.666; p=0.013) and infrequent use of antibiotics (OR=0.231, 95% CI=0.062-0.859; p=0.029) among the farmers, were the two factors significantly protective of the piglets from diarrhoea. Conclusion: This study reports a high prevalence of enterotoxin gene markers among E. coli isolates in piglets and revealed the potential role of these bacteria in the aetiology of piglet diarrhoea and mortalities in Uganda. Additionally, this study identified risk factors that can be useful in formulating treatment and control strategies of infection caused by these bacteria. Further studies are needed to identify more adhesins these E. coli isolates employ for intestinal colonization, a step that will help inform vaccine development. French title: Le rôle d'Escherichia coli dans l'étiologie de la diarrhée des porcelets dans certains districts producteurs de porcs du centre de l'Ouganda Contexte: La production porcine en Ouganda est fortement limitée par la mortalité généralisée des porcelets, la diarrhée étant une caractéristique clé. La présente étude a été menée pour déterminer l'implication possible Escherichia coli piglet diarrhea in Uganda d'Escherichia coli (E. coli) en tant qu'agents de diarrhée chez les porcelets et élucider les facteurs de leur propagation et de leur virulence, vers le développement de stratégies d'atténuation dans les chaînes de valeur des petits producteurs de porcs en Ouganda. Méthodologie: Il s'agit d'une étude transversale réalisée de janvier à août 2020 sur des porcelets pré- et post-sevrés issus de ménages des districts de Kayunga et Mityana du centre de l'Ouganda, sélectionnés par la méthode boule de neige jusqu'à la redondance. Les données sur la gestion du troupeau et les facteurs de risque de colibacillose ont été recueillies auprès d'éleveurs sélectionnés dans les deux districts. Au total, 179 échantillons de matières fécales ont été prélevés sur des porcelets néonatals et en pré-sevrage sélectionnés au hasard pour l'isolement bactériologique d'Escherichia coli. Les gènes de virulence (entérotoxine et fimbrial) des isolats ont été détectés par une amplification en chaîne par polymérase (PCR) multiplex. Résultats: À partir des 179 échantillons de matières fécales, un total de 158 (88,3%) isolats d'E. coli ont été obtenus. Des marqueurs du gène de virulence ont été détectés dans 18,4% (29/158) des isolats. Parmi les gènes étudiés codant pour la production d'entérotoxines, STb était le plus répandu (16/158, 10,13%), suivi de STa (12/158, 7,59%), tandis que le gène de la LT n'a pas été détecté. Le gène codant pour l'adhésine F4 était le seul détecté alors que l'adhésine F18 n'a pas été détectée dans les isolats. Sur l'analyse de régression logistique multiple, seul le niveau d'enseignement supérieur (OR=0,141; IC à 95%=0,30-0,666; p=0,013) et l'utilisation peu fréquente d'antibiotiques (OR=0,231, IC à 95 %=0,062-0,859; p=0,029) parmi les éleveurs, étaient les deux facteurs de protection significative des porcelets contre la diarrhée. Conclusion: Cette étude rapporte une prévalence élevée de marqueurs génétiques d'entérotoxines parmi les isolats d'E. coli chez les porcelets et a révélé le rôle potentiel de ces bactéries dans l'étiologie de la diarrhée et de la mortalité des porcelets en Ouganda. De plus, cette étude a identifié des facteurs de risque qui peuvent être utiles dans la formulation de stratégies de traitement et de contrôle de l'infection causée par ces bactéries. D'autres études sont nécessaires pour identifier plus d'adhésines que ces isolats d'E. coli utilisent pour la colonisation intestinale, une étape qui aidera à éclairer le développement de vaccins.

Background: The Sungbo Eredo Monument is an ancient public work with a system of defensive walls and ditches located in Eredo Local Council Development Area of Epe, Lagos State, southwest Nigeria. A huge section of the monument cuts through the Augustine University campus, forming two-sided vertical walls with a deep ridge in-between. The objective of this investigative study is to determine the microbial profile of soil samples from the monument in the University campus. Methodology: Soil samples were collected from the topsoil at a depth of 7.5cm from four randomly selected points along the edge of the monument. The samples were transported to the microbiology laboratory of the Department of Biological Sciences of Augustine University for analysis. Samples were cultured on Nutrient agar (NA) and incubated aerobically for 24-48 hours for bacteria isolation and on Sabouraud’s Dextrose agar (SDA) for 72 hours for fungi isolation. Bacterial colonies on NA were preliminarily identified to genus level by Gram reaction and conventional biochemical test scheme for Gram-positive (catalase, coagulase, starch hydrolysis) and Gram-negative isolates (oxidase, urease test, indole, methyl red, Voges Proskauer and sugar fermentation tests). Fungi colonies on SDA were identified using conventional macroscopic and microscopic characteristics. Antibiotic susceptibility test of the bacterial isolates to selected antibiotics was done using the Kirby Bauer disc diffusion method. Results: A total of twenty-three bacterial isolates in four genera; Bacillus, Staphylococcus, Cellobiococcus and Micrococcus and nine fungal isolates in three genera; Saccharomyces, Aspergillus and Botrytis were identified from the cultures. The bacterial isolates were sensitive (>50% sensitivity) to only gentamicin and ofloxacin, with 65.2% and 78.3% sensitivity rates respectively, while they were largely resistant to all other antibiotics such as ceftriaxone, erythromycin, cefuroxime, cloxacillin, ceftazidime and augmentin, with resistance rates of 65.2%, 65.2%, 73.9%, 82.6%, 86.9%, 91.3% respectively. Conclusion: The results of this investigative study revealed the presence of antibiotic-resistant bacteria (mainly Gram-positive) and fungi on the archaeological monument of Augustine University, adding to the existing data on microbial spectrum of archaeological monuments that could be useful for unraveling human cultural habits and microbe-related human diseases. However, further studies on molecular identification of these microbial spectrum will be required to ascertain their genetic relatedness and ancestral phylogeny, which will be useful for archaeologists in their study of the Sungbo-Eredo ancestral monument. French title: Identification phénotypique des communautés bactériennes et fongiques du sol habitant un monument archéologique à l'Université Augustine, Ilara Epe, sud-ouest du Nigeria Contexte: Le monument Sungbo Eredo est un ancien ouvrage public doté d'un système de murs défensifs et de fossés situé dans la zone de développement du conseil local d'Eredo à Epe, dans l'État de Lagos, au sud-ouest du Nigéria. Une énorme section du monument traverse le campus de l'Université Augustine, formant des murs verticaux à deux côtés avec une crête profonde entre les deux. L'objectif de cette étude d'investigation est de déterminer le profil microbien d'échantillons de sol provenant du monument du campus universitaire. Méthodologie: Des échantillons de sol ont été prélevés dans la couche arable à une profondeur de 7,5 cm à partir de quatre points choisis au hasard le long du bord du monument. Les échantillons ont été transportés au laboratoire de microbiologie du Département des sciences biologiques de l'Université Augustine pour analyse. Les échantillons ont été cultivés sur gélose nutritive (NA) et incubés en aérobie pendant 24 à 48 heures pour l'isolement des bactéries et sur gélose au dextrose de Sabouraud's(SDA) pendant 72 heures pour l'isolement des champignons. Les colonies bactériennes sur NA ont été préalablement identifiées au niveau du genre par réaction de Gram et schéma de test biochimique conventionnel pour les isolats Gram-positif (catalase, coagulase, hydrolyse de l'amidon) et Gram-négatif (oxydase, test à l'uréase, indole, rouge de méthyle, Voges Proskauer et sucre essais de fermentation). Les colonies de champignons sur SDA ont été identifiées en utilisant des caractéristiques macroscopiques et microscopiques conventionnelles. Le test de sensibilité aux antibiotiques des isolats bactériens à des antibiotiques sélectionnés a été effectué en utilisant la méthode de diffusion sur disque de Kirby Bauer. Résultats: Un total de vingt-trois isolats bactériens dans quatre genres; Bacillus, Staphylococcus, Cellobiococcus et Micrococcus et neuf isolats fongiques de trois genres; Saccharomyces, Aspergillus et Botrytis ont été identifiés à partir des cultures. Les isolats bactériens étaient sensibles (sensibilité >50%) uniquement à la gentamicine et à l'ofloxacine, avec des taux de sensibilité de 65,2 % et 78,3 % respectivement, alors qu'ils étaient largement résistants à tous les autres antibiotiques comme la ceftriaxone, l'érythromycine, la céfuroxime, la cloxacilline, la ceftazidime et l'augmentine avec des taux de résistance de 65,2%, 65,2%, 73,9%, 82,6%, 86,9%, 91,3% respectivement. Conclusion: Les résultats de cette étude d'investigation ont révélé la présence de bactéries résistantes aux antibiotiques (principalement à Gram positif) et de champignons sur le monument archéologique de l'Université Augustine, ajoutant aux données existantes sur le spectre microbien des monuments archéologiques qui pourraient être utiles pour démêler l'homme. les habitudes culturelles et les maladies humaines liées aux microbes. Cependant, d'autres études sur l'identification moléculaire de ces spectres microbiens seront nécessaires pour déterminer leur parenté génétique et leur phylogénie ancestrale, ce qui sera utile aux archéologues dans leur étude du monument ancestral Sungbo-Eredo.

Les protéines se liants aux insulateurs (IBPs) seraient impliquées dans la structuration tri-dimensionnelle des génomes en domaines topologiques (ou " TADs). Les TADs contribueraient notamment à séparer les compartiments inactifs/hétérochromatine et actifs/euchromatine. Les IBPs sont également capables de bloquer les contacts spécifiques entre les éléments activateurs ou "enhancers" d'un TAD et les promoteurs de gènes cibles présents dans un autre TAD. Ainsi, les insulateurs influenceraient l'expression des gènes selon plusieurs modes de régulations qui reste à être caractérisés à l'échelle du génome. Les résultats obtenus dans la première partie de ma thèse montrent comment les IBPs influenceraient l'expression des gènes selon un nouveau mécanisme de régulation, comme montré à l'échelle du génome de la Drosophile. Nos analyses bioinformatiques montrent que les IBPs régulent l'étalement de l'hétérochromatine répressive (H3K27me3) à la fois en cis et en trans. Les régulations en trans impliquent des boucles de chromatine entre insulateurs positionnés à la frontière de l'hétérochromatine et des insulateurs distants positionnés aux abords de gènes euchromatiniens. Ces étalements en trans conduisent à la formation de "micro-domaines" d'hétérochromatine réprimant ainsi les gènes distants. En particulier, un mutant d'insulateur qui empêche la formation de boucle diminue significativement l'établissement des micro-domaines. De plus, ces micro-domaines se formeraient au cours du développement suggérant un nouveau mécanisme insulateur-dépendant de régulation des gènes. De plus, nous un nouveau rôle de la Cohésine, un régulateur clé des boucles 3D chez l'homme, dans la régulation des ARN non codants (ncRNAs), incluant les "PROMoters uPstream Transcripts" (PROMPTs) et les enhancers RNAs (eRNAs). L'hélicase MTR4 est essentielle au contrôle de la stabilité des ARNs codants et non codants par son rôle dans les complexes nuclear-exosome targeting (NEXT) et pA-tail exosome targeting (PAXT). De manière intéressante, la déplétion de MTR4 et des sous-unités ZFC3H1 et ZCCHC8 (ou Z1 et Z8), a conduit à l'apparition de ncRNAs à l'échelle du génome. Curieusement, la cartographie des sites de liaison de MTR4 a mis en évidence que cette hélicase se lie sur des sites distants des PROMPTs. Plutôt que d'agir en cis, nos données suggèrent que la régulation des PROMPTs pourrait impliquer des contacts spécifiques à longue distance entre ces sites distants de liaison MTR4 et les promoteurs liés par Z1/Z8. Ainsi, l'intégration des données Hi-C et la détection des PROMPTS en conditions de déplétion de MTR4, Z1 ou Z8 ont souligné le rôle possible des interactions à longue distance dans la régulation des PROMPTs, depuis les sites distants MTR4. Ces travaux pourraient établir une nouvelle relation entre la structure 3D des génomes et la régulation des ARNs non codants
Insulator Binding Proteins (IBPs) could be involved in the three-dimensional folding of genomes into topological domains (or "TADs"). In particular, TADs would help to separate the inactive/heterochromatin and active/euchromatin compartments. IBPs are also able to block specific contacts between the activator or enhancer elements of one TAD and target gene promoters present in another TAD. Thus, insulators may influence gene expression according to several regulatory modes that have yet to be characterized at genome level. The results obtained in the first part of my thesis show how IBPs influence gene expression according to a new regulatory mechanism, as shown at the scale of the Drosophila genome. Our bioinformatics analyses show that IBPs regulate the spread of repressive heterochromatin (H3K27me3) both in cis and trans. Trans regulations involve chromatin loops between insulators positioned at the heterochromatin boundary and distant insulators positioned at the edges of euchromatic genes. Trans spreading leads to the formation of "micro-domains" of heterochromatin, thereby repressing distant genes. In particular, an insulator mutant that prevents loop formation significantly reduces the establishment of micro-domains. In addition, these micro-domains would be formed during development suggesting a new insulator-dependent mechanism for gene regulation. Furthermore, we could uncover a novel function of cohesion, a key regulator of 3D loops in humans, in regulating non-coding RNAs (ncRNAs), including "PROMoters uPstream Transcripts" (PROMPTs) and enhancers RNAs (eRNAs). The MTR4 helicase is essential to the control of coding and noncoding RNA stability by the human nuclear-exosome targeting (NEXT) complex and pA-tail exosome targeting (PAXT) complex. Remarkably, ncRNAs could be detected upon depletion of the Mtr4 helicase of the human NEXT complex. Moreover, depletion of additional NEXT subunits, ZFC3H1 and ZCCHC8 (or Z1 and Z8), also led to uncover ncRNAs often produced from the same loci as upon MTR4 depletion. Curiously however, mapping of Mtr4 binding sites highlighted that Mtr4 binds to sites that are distant from PROMPTs. Rather than acting in cis, our data suggest that regulation of PROMPTs could involve specific long-distance contacts between these distant MTR4 binding sites and promoters bound by Z1/Z8. As such, integration of Hi-C data together with the detection of PROMPTS upon MTR4-, Z1- or Z8- depletions highlight possible role of long-range interactions in regulating PROMPTs, from distant MTR4-bound sites. This work may establish a new relationship between the 3D structure of genomes and the regulation of ncRNAs

Nos travaux ont exploré la diversité phénotypique (sensibilité aux antibiotiques) et génétique (MultiLocus Sequence Typing et Whole Genome Sequencing) d’isolats urinaires de P. aeruginosa. Nous avons étudié la diversité intra-prélèvement, via l’étude de multiples isolats par échantillon collectés chez 120 patients présentant une infection urinaire (40) ou une bactériurie asymptomatique (80) à P. aeruginosa. En parallèle, la diversité au cours du temps a été étudiée chez des isolats collectés chez 7 patients sur une période de 48 à 488 jours. Les patients étaient le plus souvent colonisés ou infectés par un seul génotype ou clone type, bien qu’une diversité phénotypique (28% des patients) et génotypique (4% des patients) ait été identifiée pour la première fois au sein d’un même prélèvement, à l’origine d’infections ou de colonisations polyclonales. Par ailleurs, des mutations et/ou de larges délétions génomiques ont été identifiées au cours du temps, principalement au sein de gènes codant des régulateurs transcriptionnels, des systèmes à deux composants ou impliqués dans le catabolisme du carbone. En parallèle des changements génomiques, des modifications phénotypiques affectant le fitness et la capacité des isolats à former du biofilm ont été observées. Ainsi, la diversité phénotypique et génétique intra-hôte doit être prise en compte pour parfaire le diagnostic et le traitement des infections urinaires à P. aeruginosa
The aim of this study was to explore phenotypic (antimicrobial resistance) and genetic diversity (MultiLocus Sequence Typing and Whole Genome Sequencing) of P. aeruginosa urinary isolates. Thus, we have studied (i) within-sample diversity (several isolates analyzed per urine sample) of urinary isolates collected from 120 patients with urinary tract infection (40) or asymptomatic bacteriuria (80), and (ii) P. aeruginosa within-host evolution for 7 patients with successive urine samples (from 48 to 488 days apart). Even though patients were mostly colonized or infected by a given clone, this is the first study to identify within-sample phenotypic (28% of patients) and genotypic (4% of patients) diversity, and thus polyclonal bacteriuria. P. aeruginosa adaptation to the urinary tract was mostly driven by mutations and/or large genomic deletions, particularly in genes encoding transcriptional regulators, two component systems and carbon compound catabolism. Genomic adaptation was associated with phenotypic changes in terms of biofilm formation and fitness.Thus, phenotypic and genetic within-host diversity should be taken into account in the diagnosis and treatment of P. aeruginosa urinary tract infections

Les environnements géothermiques extrêmes représentent un habitat pour les virus d’archées qui ont un contenu génomique unique et des morphologies remarquables, dont la plupart n’ont pas été décrites chez les virus infectent les bactéries et les eucaryotes. Cependant, notre connaissance de ces virus reste insuffisante. En effet, le nombre d'espèces de virus connu infectant les archées est faible par rapport aux virus eucaryotes ou bactériens connus. De plus, l'absence de relations avec d'autres virus connus et le caractère distinctif de leurs génomes suggèrent que les mécanismes d'interaction virus-hôte sont également susceptibles d'être nouveaux. Par conséquent, dans le cadre de mes études, je me suis concentré sur deux axes de recherche: (i) l'isolation de nouveaux virus d’archées hyperthermophiles et (ii) la caractérisation des mécanismes d'assemblage et de libération des virions chez les archées. Nous avons étudié la diversité des virus dans les champs sulfureux du volcan Campi Flegrei à Pozzuoli, en Italie. Cinq nouveaux virus infectant des hyperthermophiles neutrophiles du genre Pyrobaculum et des acidophiles hyperthermophiles appartenant à trois genres différents de l'ordre des Sulfolobales, à savoir, Saccharolobus, Acidianus et Metallosphaera, ont été isolés. Les virus caractérisés appartiennent aux familles Rudiviridae, Globuloviridae et Tristromaviridae. Remarquablement, l'analyse phylogénomique des rudivirus nouvellement isolés et précédemment séquencés a révélé un schéma biogéographique clair, dans lequel tous les rudivirus italiens forment un clade monophylétique, suggérant une structuration géographique des communautés virales dans les environnements géothermiques extrêmes. L'un des virus filamenteux non enveloppés isolés à Pozzuoli, à savoir Saccharolobus solfataricus rod-shaped virus 1 (SSRV1), et le virus enveloppé Sulfolobus islandicus filamentous virus (SIFV) ont été caractérisés structurellement et biochimiquement. L'étude a permis de révéler des caractéristiques structurelles conservées dans les virus d’archées filamenteux et de clarifié la relation évolutive entre les virus filamenteux non enveloppés et enveloppés. Le deuxième axe de recherche s'est orienté autour de la compréhension des mécanismes d'assemblage et de libération du virus filamenteux enveloppé SIFV. Celui-ci infecte l'archéon hyperthermophile et acidophile Sulfolobus islandicus. Nos résultats montrent que SIFV est lytique et libéré par des portails pyramidaux formés dans la membrane de la cellule hôte, ce qui est inattendu pour des virus enveloppés. La tomographie électronique à deux axes a révélé que les virions de SIFV acquièrent leurs enveloppes à l'intérieur de l'hôte, soit par la formation de membrane de novo, soit par le trafic de lipides de la membrane cytoplasmique vers les centres d'assemblage des virions. Collectivement, nos résultats montrent que les systèmes hydrothermaux continentaux à haute température abritent un virome très diversifié et nous éclairent sur l'évolution des virus d’archées. De plus, nos données contribuent aux connaissances sur les interactions virus-hôte dans les environnements géothermiques extrêmes
Extreme geothermal environments are inhabited by archaeal viruses with unique genome contents and remarkable morphologies, many of which have not been described among viruses infecting bacteria or eukaryotes. However, the number of known species of viruses infecting archaea remains low compared to the eukaryotic or bacterial viruses. Moreover, the lack of relationships to other known viruses and distinctiveness of their genomes suggest that the mechanisms of virus-host interaction are likely to be also novel. Therefore, in the framework of my studies, I have focused on two major lines of research: (i) isolation and characterization of new hyperthermophilic archaeal viruses and (ii) molecular mechanisms of virus-host interactions in Archaea. We investigated the virus diversity in the sulfurous fields of the Campi Flegrei volcano in Pozzuoli, Italy. Five new archaeal viruses infecting neutrophilic hyperthermophiles of the genus Pyrobaculum and acidophilic hyperthermophiles belonging to three different genera of the order Sulfolobales, namely, Saccharolobus, Acidianus, and Metallosphaera were isolated. The newly characterized viruses belong to the families Rudiviridae, Globuloviridae and Tristromaviridae. Notably, phylogenomic analysis of the newly isolated and previously sequenced rudiviruses revealed a clear biogeographic pattern, with all Italian rudiviruses forming a monophyletic clade, suggesting geographical structuring of virus communities in extreme geothermal environments. One of the non-enveloped rudiviruses isolated in Pozzuoli, namely, Saccharolobus solfataricus rod-shaped virus 1 (SSRV1), and the enveloped Sulfolobus islandicus filamentous virus (SIFV) were structurally and biochemically characterized. The study has revealed conserved structural features shared by these viruses and clarified the evolutionary relationship between non-enveloped and enveloped filamentous viruses. The second line of research focused on understanding the mechanisms of virion assembly and release on the example of the enveloped filamentous virus SIFV, which infects the hyperthermophilic and acidophilic archaeon Sulfolobus islandicus. Our results showed that SIFV is a lytic virus, which is released through pyramidal portals formed in the host cell membrane, a highly unexpected egress mechanism for an enveloped virus. Interestingly, dual-axis electron tomography revealed that SIFV virions acquire their lipid envelopes inside the host through an unknown mechanism, involving either de novo membrane formation or trafficking of lipids from the cytoplasmic membrane to virion assembly centers

Mon projet de thèse vise à exploiter le potentiel des isolats de population pour étudier la composante génétique des maladies multifactorielles. En effet, les isolats peuvent faciliter l'identification des facteurs génétiques habituellement trop rares en population générale. Cette thèse est composée de deux études principalement : l'imputation génétique et l'analyse de l'héritabilité. Chacune de ces études ont été abordée sous deux angles : l’un théorique, s’appuyant sur une vaste étude de simulations basée sur les caractéristiques de la population isolée du Cilento, permettant d’évaluer des stratégies d’analyse et de déterminer la plus adéquate ; l’autre appliqué, s’appuyant sur l’analyse de données génétiques réelles issues de la même population.L'imputation génétique est une étape cruciale pour effectuer des analyses d'association dans un isolat et représente une méthode peu couteuse pour obtenir les séquences complètes du génome ou de l’exome des individus de la population. L'efficacité de cette approche dépend de la précision de l’imputation ; nous avons donc étudié plusieurs stratégies pour obtenir une précision d'imputation maximale dans un isolat. Nous avons montré que les logiciels utilisant des algorithmes qui s’appuient sur les caractéristiques particulières des isolats n’étaient pas, de façon inattendue, aussi performants que ceux conçus pour les populations générales. De plus, malgré la disponibilité de panels de référence publics contenant plusieurs milliers de chromosomes, nous avons confirmé qu’un panel de référence spécifique de la population d’étude, même de taille très réduite, était essentiel pour la qualité de l’imputation. Ceci était d’autant plus vrai pour les variantes rares.Pour de nombreux traits, il existe des discordances entre les estimations de l'héritabilité obtenues à partir d’individus apparentés et à partir d’individus non apparentés. En particulier, la plupart des chercheurs considère que les effets dominants (non additifs) ne jouent pas un rôle majeur malgré les résultats contrastés des études sur les isolats. Notre deuxième analyse a révélé des mécanismes possibles pour expliquer la disparité de ces estimations publiées entre populations isolées et populations générales. Cela nous a permis de faire des déductions intéressantes pour nos propres analyses dans le Cilento. En particulier, nous avons identifié la possibilité d'une composante de dominance non nulle pour les niveaux de lipoprotéines de basse densité (LDL). Cela nous a amenés à effectuer des analyses d'association pan-génomique des composantes additives et non-additives pour LDL dans le Cilento et nous avons pu identifier des gènes qui avaient déjà été liés au trait dans d'autres études.Dans le contexte de nos deux études, nous avons observé l'importance de conserver l'incertitude génotypique (dosage pour l’imputation, vraisemblance des génotypes pour les données de séquençage). Dans la perspective de cette thèse, nous avons proposé des moyens d’incorporer cette incertitude à certaines méthodes utilisées dans ce projet.Nos résultats concernant les stratégies d'imputation et l'analyse de l'héritabilité seront très utiles pour la poursuite de l'étude de l'isolat de Cilento. Mais, ils seront également instructifs pour les chercheurs travaillant sur d'autres populations isolées et également applicables plus généralement à l'étude des maladies complexes
My thesis project is concerned with tapping the potential of population isolates for the dissection of complex trait architecture. Specifically, isolates can aid the identification of variants that are usually rare in other populations. This thesis principally contains in depth investigations into genetic imputation and heritability analysis in isolates. We approached both of these studies from two main angles; first from a methodological standpoint where we created extensive simulation datasets in order to investigate how the specificities of an isolate should determine strategies for analyses. Secondly, we demonstrated such concepts through analysis of genetic data in the known isolate of Cilento. Imputation is a crucial step to performing association analyses in an isolate and represents a cost-efficient method for gaining dense genetic data for the population. The effectiveness of imputation is of course dependent on its accuracy. Hence, we investigated the wide range of possible strategies to gain maximal imputation accuracy in an isolate. We showed that software using algorithms which specifically evoke known characteristics of isolates were, unexpectedly, not as successful as those designed for general populations. We also demonstrated a very small study specific imputation reference panel performing very strongly in an isolate; particularly for rare variants. For many complex traits, there exist discordances between estimates of heritabilities from studies in closely related individuals and from studies on unrelated individuals. In particular, we noted that most researchers consider dominant (non-additive) genetic effects as unlikely to play a significant role despite contrasting results from previous studies on isolates. Our second analysis revealed possible mechanisms to explain such disparate published heritability estimates between isolated populations and general populations. This allowed us to make interesting deductions from our own heritability analyses of the Cilento dataset, including an indication of a non-null dominance component involved in the distribution of low-density lipoprotein level measurements (LDL). This led us to perform genome-wide association analyses of additive and non-additive components for LDL in Cilento and we were able to identify genes that had been previously linked to the trait in other studies. In the contexts of both of our studies, we observed the importance of retaining genotype uncertainty (genotype dosage following imputation or genotype likelihoods from sequencing data). As a prospective of this thesis, we have proposed ways to incorporate this uncertainty into certain methods used in this project. Our findings for imputation strategies and heritability analysis will be highly valuable for the continued study of the isolate of Cilento but will also be instructive to researchers working on other isolated populations and also applicable to the study of complex diseases in general

La détection, la surveillance et la diffusion de la résistance des bactéries aux antibiotiques est un enjeu majeur au niveau mondial depuis la découverte et la diffusion de bactéries multi résistantes, en particulier la résistance aux carbapénèmes, spécifiquement chez les Entérobactéries et les bactéries du genre Pseudomonas et Acinetobacter. L’émergence et la dissémination des pathogènes Gram- résistants aux carbapénèmes est un contributeur significatif de la morbidité et la mortalité du patient. Malgré les efforts radicaux dans le contrôle de l’infection et les améliorations dans le diagnostique moléculaire, les bacilles Gram- résistants aux carbapénèmes demeurent une formidable menace vue que quelques agents antimicrobiens sont actifs et très peu devraient être disponibles dans le futur proche.L’origine et la source des gènes de résistance dans le monde sont mal connues et des travaux récents suggèrent que les animaux domestiques et sauvages, l’environnement mais également le tube digestif des mammifères et des humains pourraient représenter un réservoir et une source importante de gènes de résistance susceptibles d’être transmissibles à l’homme. C’est dans cette optique que ce projet de thèse s’articule avec comme objectifs : (i) la réalisation d’études épidémiologiques moléculaires d’isolats cliniques et animales résistants aux carbapénèmes isolés dans le basin Méditerranéen et la caractérisation des supports moléculaires de cette résistance ; (ii) la description de nouveaux mécanismes de résistance a l’imipenème ; et enfin (iii) le séquençage de génomes d’isolats cliniques résistants aux carbapénèmes et l’analyse de ces derniers
The detection, monitoring and dissemination of bacterial resistance to antibiotics are a major issue worldwide since the discovery and spread of multi-resistant bacteria, in particular resistance to carbapenems, specifically among Enterobacteriaceae and bacteria of the genus Pseudomonas and Acinetobacter.The emergence and dissemination of carbapenem-resistant Gram-negative pathogens is a significant contributor to patient morbidity and mortality. Despite radical efforts in infection control and improvements in molecular diagnostics, carbapenem-resistant Gram-negative bacilli remain a formidable threat as few antimicrobial agents are reliably active and very little is expected to be available in the near future.The origin and source of resistance genes in the world are not well known and recent works suggest that domestic and wild animals, the environment (soil, water, rivers ..) but also the digestive tract of mammals and humans could represent a reservoir and an important source of resistance genes that may be transmissible to humans.It is in this context that this thesis project articulates with the following objectives: (i) The achievement of molecular epidemiological studies on carbapenem-resistant clinical and animal isolates collected from countries in the Mediterranean basin (Lebanon, Libya, France) and the characterization of the genetic determinants of this resistance; (ii) the description of new resistance mechanisms to imipenem; and finally (iii) The genome sequencing of clinical isolates resistant to carbapenems, the analysis of these genomes and the identification of mechanisms and genetic supports of the resistance to carbapenems and other antibiotics

L'augmentation et la dissémination de la résistance aux antibiotiques chez les bactéries à gram-negatif, particulièrement les Entérobactéries, les bactéries du genre Pseudomonas et Acinetobacter, représentent un problème majeur de santé publique au niveau mondial. Les infections nosocomiales causées par les bactéries multi-résistantes (BMR) ont conduit non seulement à une augmentation de la mortalité, de la morbidité, et du coût de traitement, mais aussi continuent de mettre en danger la vie des patients surtout immunodéprimés en milieu hospitalier. Bien entendu, l'utilisation abusive et non contrôlée des antibiotiques a grandement contribué à la large diffusion des déterminants de la résistance; cependant, des études récentes ont démontré que ces déterminants de la résistance pouvaient émerger à partir de sources anciennes et/ou environnementales. Ainsi, face à cette préoccupation mondiale, plusieurs études ont été rapportées avec des recommandations importantes de conduire des études épidémiologiques, moléculaires, et génomiques afin de contrôler la diffusion et l'augmentation de la résistance aux antibiotiques. De plus, durant ces 10 dernières années, nous avons assisté à l'emergence et au développement de nouvelles technologies de séquençage à haut débit coïncidant avec une augmentation exponentielle du nombre de genomes bactériens séquencés
The increase and spread of multidrug-resistant (MDR) gram-negative bacteria especially Enterobacteriaceae, Pseudomonas, and Acinetobacter (E.P.A) species have become a major concern worldwide. The hospital-acquired infections caused by MDR bacteria have led not only to an increase in mortality, morbidity, and cost of treatment, but also continue to endanger the life of patients, especially those immunocompromised. Although the frequent misuse of antibiotic drug has greatly contributed to worldwide dissemination and resistance to antibiotics; recent studies have shown that these resistance determinants could emerge from ancient or environmental sources. Front of this worldwide concern, several studies have been reported with significant recommendations to conduct molecular epidemiology, and genomic studies, in order to control the increase and the dissemination of the antibiotic resistance. Moreover, during these last 10 years, we are witnessing the emergence and development of new technologies of high throughput sequencing and coinciding with an exponential increase of number of bacterial genomes sequenced today. Therefore, it is in this context that the project of this thesis was conducted with three essential objectives: (i) the genome sequencing of clinical MDR bacteria, the analysis and the identification of the mechanisms and the genetic determinants of antimicrobial resistance (ii) the achievement of molecular epidemiology studies from clinical MDR bacteria responsible of outbreak (iii) the development and implementation of molecular tools for monitoring and diagnosis of potential MDR bacteria