Academic literature on the topic 'Séquences d’insertions'

La présente contribution propose de nouvelles avancées dans le but de relever l’un des défis majeurs posé par la classe des prépositions complexes à la communauté des chercheurs en linguistique : la possibilité d’en dresser une liste. En vue du développement d’une méthode entièrement automatisée pour extraire des candidats appartenant à cette classe, nous proposons une étude expérimentale où sont croisées deux approches pour caractériser les prépositions complexes : d’une part, l’application d’une grille multicritère proposée par Vigier & Kahng (2022) (suite à Stosic & Fagard (2019)) qui nécessite de combiner des tests manuels avec des mesures statistiques extraites de corpus ; d’autre part l’extraction automatisée d’une série d’indices textométriques, dont certains sont originaux, comme le taux d’insertion ou une mesure de dispersion composite. Nos observations montrent que sur une liste de candidats comportant de nombreux intrus, quelques indices peuvent se révéler discriminants, tels que le taux d’insertion, la dispersion par année ou par fichier, ainsi que, dans une moindre mesure, des mesures d’association statistique comme le t-score et log rapport de vraisemblance. Mais nous montrons également, en étudiant une liste de candidats construits avec la préposition « en », que ces observations sont à nuancer et dépendent notamment du comportement syntaxique des prépositions mises en jeu.

Dans les années 1980, la prescription des premières céphalosporines de troisième génération (C3G) en médecine humaine a provoqué la sélection de mutants ou variants de pénicillinases de type TEM ou SHV dénommées : « Bêta-Lactamases à Spectre Elargi/Etendu » ou BLSE. Dans les années 1990 ont émergé de nouvelles enzymes ou CéfoTaXimases-München (CTX-M), transférables, inactivant les C3G, certaines étant devenues pandémiques. Elles sont maintenant retrouvées dans les trois écosystèmes (homme, animal, environnement) et leur grande diffusivité est liée à l’insertion du gène blaCTX-M (plasmide, transposon, intégron, séquence d’insertion) et à son association à d’autres gènes : des gènes de résistance par exemple aux fluoroquinolones et/ou aminoglycosides, mais aussi des gènes de virulence. Ces phénomènes ont conduit à la notion de clone majoritaire, en particulier chez l’homme, comme Escherichia coli ST131 du groupe phylogénétique B2 et du sérotype O25b ou H4 producteur du variant CTX-M-15. Ces gènes, d’une grande diversité, retrouvés chez de nombreux animaux (volailles, bovins, ovins…, voire les coquillages et les mouches) sont issus d’entérobactéries du genre Kluyvera dont la taxonomie et l’habitat restent à être mieux précisés. Mots clés : bêta-lactamase, BLSE, CTX-M, diversité, phylogénie, diffusion, homme, animal, environnement

Les éléments de la famille IS91/ISCR constituent une famille hautement associée à des gènes de virulence et de résistance aux antibiotiques. Cette famille d'IS atypique code une transposase HUH médiant les évènements de transposition en utilisant un mécanisme de transposition en cercle roulant. Contrairement aux autres membres de la famille, IS91 contient un petit ORF codant potentiellement pour un polypeptide de 121 acides aminés, Orf121, en amont du gène de la transposase, tnpA. La première partie de ce travail a consisté à une étude in silico de deux éléments de la famille IS91, IS91 et IS1294b présentent des séquences conservées au niveau de la transposase et des régions terIS et oriIS. La deuxième partie du travail a été expérimentale concernant la régulation et l’efficacité de la transposition. Nous avons montré que i) la transcription du gène tnpA provient principalement du promoteur Porf121 et que la transcription des deux gènes est couplée, ii) l'expression de la protéine Orf121 en cis ou en trans a un effet inhibiteur sur la transposition in vivo de IS91, iii) Orf121 est nécessaire à la reconnaissance et au clivage précis de l'extrémité terIS91 pour limiter la mobilisation de l’ADN adjacent. En ce qui concerne la transposition de IS91, nous avons montré que seuls les intermédiaires circulaires ADN simple brin peuvent être insérés dans une nouvelle séquence cible et avons identifié deux doigts de zinc essentiels pour l’activité de la transposition, appelés ZF1 impliquant les cystéines 41, 68, 73, 76 et ZF2 impliquant les cystéines, 53, 58, 360 et 363. Enfin, nous avons démontré que les transposases des éléments de la famille IS91 (IS91, ISKnp22) et de la famille ISCR (ISCR1) sont capables de se mobiliser et de reconnaitre et cliver l’extrémité oriIS de IS91, ISCR1 et ISCR2 et l’extrémité terIS de IS91 et ISCR2
The IS91/ISCR family is highly associated with virulence and antibiotic resistance genes. This atypical IS family encodes a HUH transposase mediating transposition events using a rolling circle transposition mechanism. Unlike the other members of the family, IS91 contains a small ORF potentially encoding a 121 amino acid polypeptide, Orf121, upstream of the transposase gene, tnpA. The first part of this work consisted of an in silico study of two members of the IS91 family, IS91 and IS1294b, that have conserved sequences of the transposase and terIS and oriIS regions. The second part of this work was experimental and focused on the transposition efficiency and regulation. We have shown that i) transcription of the tnpA gene originates mainly from the Porf121 promoter and that transcription of the two genes is coupled, ii) expression of the Orf121 protein in cis or in trans has an inhibitory effect on in vivo transposition of IS91, iii) Orf121 is required for recognition and precise cleavage of the terIS91 end to limit mobilization of the adjacent DNA. With regard to IS91 transposition, we showed that only single-stranded circular DNA intermediates can be inserted into a new target sequence and identified two zinc fingers essential for the transposase activity, called ZF1 involving cysteines 41, 68, 73 and 76 and ZF2 involving cysteines 53, 58, 360 and 363. Finally, we demonstrated that transposases from the IS91 family (IS91, ISKnp22) and the ISCR family (ISCR1) are able to mobilize and recognize and cleave the oriIS end of IS91, ISCR1 and ISCR2 and the terIS end of IS91 and ISCR2

Les éléments transposables (ET) sont l’une des principales forces guidant l’évolution des génomes. La présence de copies dégradées a permis de bien caractérisée la dynamique des ET eucaryotes. A contrario, chez les procaryotes, les ET sont considérés comme récents, ce qui complique l’étude de leur dynamique. Les séquences d’insertion (IS) sont les ET procaryotes les plus abondants. Les modèles prédisent que les IS, arrivés par transferts horizontaux, subissent une forte augmentation de leur nombre, puis sont éliminés. De plus, les modèles prédisent que les génomes des bactéries intracellulaires devraient avoir peu ou pas d’IS. Le séquençage des génomes de bactéries intracellulaires obligatoires, comme Wolbachia, a remis en cause les modèles, car certains ont une grande quantité d’IS. Notre travail portait sur l’étude des génomes de cinq souches de Wolbachia ayant des caractéristiques diverses. Nous avons réalisé une annotation détaillée des IS pour chaque génome et testé nos hypothèses basés issues de l'analyse in silico sur un panel de souches. Nous avons confirmé que les génomes de Wolbachia ont une forte abondance d’IS. La majorité des copies d’IS étaient dégradées, ce qui a permis d’étudier leur dynamique. L’activité passée des IS de Wolbachia n’a pas été constante au cours du temps avec des alternances de phases de forte activité et de quiescence. Les phases de forte activité doivent être précédées de transferts horizontaux, qui ont été expérimentalement détectés en abondance. Enfin, des analyses d’expression suggèrent que l'activité des IS n’est pas uniquement contrôlée par les éléments eux-mêmes, mais dépend également de l’environnement génomique des copies
Transposable elements (TE) are one of the major driving forces of genome evolution. Eukaryotic TE evolution can easily be reconstructed thanks to many degraded copies. By contrast, in prokaryotes, TE are considered to be recently acquired, which complicates the study of their dynamics. Insertion sequences (IS) are the most abundant TE in prokaryotes. Models predict a high turn-over that starts by TE acquisition by horizontal transfers, followed by copy number increase and subsequent elimination. In addition, models predict that genomes of intracellular bacteria should have few or no IS. Genome sequencing of obligate intracellular bacteria, as Wolbachia, have questioned models, because some have a considerable abundance of IS. Our work was based on the study of five sequenced Wolbachia genomes. We have realized a detailed IS annotation for each genome. In addition, experimental analyses were performed to test the hypothesis based on in silico analyses. We confirmed that Wolbachia genomes contained a considerable abundance of IS. Surprisingly, the majority of IS copies were degraded, which allowed us to study their evolutionary dynamics. Past IS activity in Wolbachia genomes was not constant during time. We identified phases of high activity alternating with phases of relative quiescence. High activity phases needed to be preceded by horizontal transfers of IS that we experimentally detected in abundance in Wolbachia genomes. Finally, expression analyses suggested that IS activity is not exclusively controlled by IS themselves, but it also depends on the genomic environment of the IS copies

Bordetella pertussis, l’agent responsable de la coqueluche, provoque près de 200000 morts par an dans le monde. Malgré une forte couverture vaccinale, une réémergence de la maladie a été observée dans les pays développés, liée en partie à une adaptation à la pression vaccinale. Les souches capables d’échapper à la réponse immunitaire montrent des réarrangements génomiques importants, provoqués par des éléments génétiques mobiles (IS) présents en plus de 230 copies, qui pourraient impacter sur la transcription des gènes et ARN régulateurs du pathogène.Pour élucider l’impact des IS sur le transcriptome global de Bordetella pertussis, nous avons d’abord déterminé le transcriptome codant et non-codant du pathogène par des approches de séquençage d’ARN couplées à des prédictions bioinformatiques. Cette étude a permis d’identifier les structures codantes mono- et polycistroniques, incluant des structures régulatrices telles que des riboswitches, un excludon et de longs 5’ et 3’UTR chevauchants. Une cartographie de candidats ARN régulateurs non-codant a été édifiée à partir de nouveaux transcrits localisés en régions intergéniques (IGR) et de transcrits orientés en antisens de séquences codantes. Des prolongements de transcriptions des IS ont été observés, prenant leur origine de promoteurs internes à l’IS ou formés par insertion de celles-ci. Ces transcrits sont spécifiques d’une souche à l’autre du pathogène, et s’orientent en sens ou en antisens des gènes environnant, ou dans des IGR. Le potentiel caractère régulateur de ces transcrits a été étudié par la caractérisation et l’étude du mode d’action d’un ARN régulateur, BPnc264, orienté en antisens du gène de virulence fim2
Bordetella pertussis, the causative agent of whooping cough, is responsible of more than 200000 deaths worldwide. Despite a high vaccine coverage in developed countries, a reemergence of the disease has been observed, which is in part linked to vaccine-pressure. Strains able to evade vaccine-induced immunity show high genome organization rearrangements, essentially due to mobile genetic elements (IS) present in more than 230 copies, which could impact on messenger and regulatory transcription of the pathogene.To assess the impact of IS on the global transcriptome of Bordetella pertussis, we first determined the coding and non-coding primary transcriptome by a combination of differents RNA-sequencing approaches and predictive bioinformatics analysis software packages. We identify mono- and polycistronic coding structures, including regulatories structures like riboswitches, excludon, and long overlapping 5’ and 3’UTR. A list of candidates regulating transcripts (small RNA) has been mapped from new transcripts located in intergenic regions (IGR) and transcripts oriented in antisense of annotated coding sequences. Extended transcriptions emerging from IS elements have been observed, originating from internal promoters or newly formed promoters by insertion in a specific genomic region. Those transcripts can extend in sense or in antisense of the flanking gene, or in IGR. The regulatory function of those transcripts has been studied from the characterization and the mode of action of an extended regulatory RNA, BPnc264, oriented in antisense of the virulence gene fim2

Les réarrangements d'ADN à grande échelle, tels que inversions, amplifications, duplications, délétions, insertions et transposition des éléments génétiques mobiles, sont des acteurs essentiels de l'évolution. Ils ont une forte incidence sur l'organisation et l'expression des chromosomes, ce qui affecte le phénotype des organismes. Toutefois, la dynamique de ces réarrangements au cours de l'évolution et leurs effets sur l'adaptation des organismes sont souvent inconnus. Nous avons abordé ces questions en utilisant la plus longue expérience d'évolution en cours. A partir d'un ancêtre commun d'Escherichia coli, douze populations indépendantes sont cultivées dans un milieu limité en glucose depuis plus de 60 000 générations, soit 26 ans. La plupart des études antérieures ont porté sur les mutations ponctuelles et les petites insertions et délétions (InDels). En utilisant des clones isolés au cours du temps dans ces 12 populations, nous avons caractérisé les réarrangements d'ADN à grande échelle à la fois par l'analyse des séquences de génomes et par cartographie optique. A 40 000 générations, nous avons identifié 110 réarrangements parmi lesquelles 82 délétions, 19 inversions et 9 duplications. Plusieurs régions du chromosome ont été touchées à plusieurs reprises par le même type de réarrangements dans des populations indépendantes. Dans une des populations au moins, les réarrangements se sont produits au début de l'expérience d'évolution, au moment où l'augmentation de la valeur sélective est la plus élevée. Par conséquent, certains de ces réarrangements pourraient être bénéfiques dans ces conditions. Même dans le cas contraire, nous avons montré que ces réarrangements affectaient fortement la structure du chromosome au cours de l'expérience d'évolution.Au niveau moléculaire, nous avons montré que ~ 70% des réarrangements se produisent par recombinaison entre séquences d'insertion (IS), ce qui illustre l'importance de ces dernières dans la plasticité du génome. Nous avons donc caractérisé la distribution et la dynamique de ces petits éléments génétiques mobiles dans l'ensemble des 12 populations. Nous avons montré que les éléments IS ont fortement contribué à l'ensemble des mutations après 40 000 générations. Dans une population, les IS représentent même la moitié des mutations, et un des types d'IS, IS150, présente une forte prolifération avec 6 fois plus de copies à 40 000 générations, intervenant dans la plupart des réarrangements détectés dans cette population. Nous avons montré une forte dynamique temporelle d'IS150, avec une forte expansion suivie d'une domestication par l'hôte. En testant trois scenarii évolutifs, nous avons démontré que l'expansion d'IS150 était liée à une forte augmentation de la valeur sélective conférée par les événements initiaux de transposition ayant eu lieu avant 2000 générations. Plus tard, entre 20 000 et 40 000 générations, nous avons mesuré une diminution de la fréquence de transposition, probablement en raison d'une régulation négative de la transposition imposée par l'hôte. Enfin, et pour la première fois, nous avons développé un modèle d'évolution de la dynamique des IS, qui confirme que leur expansion est liée à un nombre seuil d'insertions bénéfiques initiales. Ces résultats montrent que les réarrangements chromosomiques à grande échelle et les éléments IS ont joué un rôle actif dans la trajectoire évolutive au cours de 40 000 générations d'évolution bactérienne
Large-scale DNA rearrangements, including inversions, amplifications, duplications, deletions, insertions, and transposition of mobile genetic elements, are major drivers of evolution and strongly impact on chromosome organization and expression, thereby altering organismal phenotypes. However, their long-term evolutionary dynamics and effects on organismal fitness are often unknown. We addressed these questions by using the longest-running evolution experiment, during which twelve independent populations are propagated from a common E. coli ancestor in a glucose-limited environment for now over 60,000 generations (26 years). Most past studies have focused on point mutations and small InDels. Using evolved clones sampled over time in all 12 populations, we characterized all large-scale DNA rearrangements by using whole genome sequences and Whole Genome MappingTM (i.e optical mapping). After 40,000 generations, we identified a total of 110 rearrangements including 82 deletions, 19 inversions and 9 duplications. Many chromosomal regions were repeatedly affected by similar rearrangements and, at least in one population, they occurred early in evolution when fitness increase was strong. Therefore, many rearrangements may be under positive selection. At the very least, these rearrangements strongly affected the structure of the chromosome during evolution.At the molecular level, we showed that ~ 70% of all rearrangements occurred by recombination between Insertion Sequence (IS) elements, illustrating their importance in mediating genome plasticity. We therefore investigated the distribution and temporal dynamics of these small mobile genetic elements in all 12 populations. We showed that IS elements were strong contributors of the total mutations after 40,000 generations. In one population, they even represented about half of the total mutations and one IS type, IS150, revealed a strong 6-fold increase in copy number, accounting for the production of most of the rearrangements detected in this population. We showed that IS150 revealed a dynamic temporal behavior with a strong expansion followed by domestication by the host. By testing three evolutionary scenarios, we demonstrated that the IS150 expansion was related to a strong fitness increase conferred by the initial transposition events that occurred before 2000 generations. Later, between 20,000 and 40,000 generations, we measured a decreased transposition frequency, likely owing to a down regulation imposed by the host. Finally, and for the first time, we developed an evolution model of IS dynamics confirming that the IS expansion was related to a threshold number of initial IS beneficial insertions. All of our data showed that large-scale chromosomal rearrangements and IS elements have played an active role in the evolutionary outcomes after 40,000 generations of bacterial evolution

L'atrazine, un des herbicides les plus utilisés pour contrôler le développement des plantes adventices dans les cultures, a conduit à la contamination de l'environnement. L'exposition chronique à cet herbicide a conduit à l'émergence de populations microbiennes du sol capables de dégrader l'atrazine et de l'utiliser comme une source d'azote pour leur croissance. Ces populations microbiennes sont responsables de la biodégradation accélérée (BDA) de l'atrazine, un service écosystémique contribuant à diminuer la persistance de cet herbicidedans l'environnement. L'objectif de ce travail était d'étudier les mécanismes génétiques et physiologiques responsables du fonctionnement et de l'amélioration de ce service écosystémique. Nous avons appliqué une démarche expérimentale allant des gènes codant la dégradation à des communautés microbiennes afin d'identifier les processus adaptatifs impliqués dans l'évolution de la fonction de BDA de l'atrazine.Le premier volet a consisté à évaluer l'importance de mutations accumulées dans le gène atzA dans la transformation de l'atrazine en hydroxyatrazine catalysée par AtzA. Le séquençage de gènes atzA de différents isolats bactériens dégradant l'atrazine (Pseudomonas sp. ADP WT, Pseudomonas sp. ADP Ps et différents Chelatobacter heintzii) a montré que la séquence du gène atzA était très conservée. Toutefois quatre mutations non silencieuses ont pu être identifiées (1 chez Pseudomonas sp. ADP MSE et 3 chez Chelatobacterheintzii). La modélisation de la structure de la protéine AtzA a permis de montrer que trois des mutations étaient situées dans des régions importantes (site actif, poche de liaison avec l'atrazine et liaison avec le métalFe2+. [...] Le second volet a consisté à étudier la plasticité de la voie de biodégradation de l'atrazine dans deux conditions opposées : (i) la première visait à évaluer la persistance de la capacité de dégradation en absence de pression de sélection et (ii) la seconde visait à évaluer l'évolution de la capacité de dégradation en présence d'une pression de sélection élevée. Pour conduire ces études, des manipulations d'évolution expérimentale sur Pseudomonas sp. ADP ont été menées. (i) L'exposition à l'acide cyanurique, intermédiaire métabolique de l'atrazine, a conduit à la sélection d'une population nouvellement évoluée capable de croître plus rapidement dans un milieu de culture ne contenant que l'acide cyanurique comme source d'azote. Cette population est caractérisée par une délétion d'une région de 47 kb du plasmide ADP1 contenant les gènes atzABC. Les analyses conduites ont permis de conclure que le gain de compétitivité de la population évoluée résidait dans la perte du fardeau génétique représenté par la région de 47 kb, la capacité de dégradation de l'acide cyanurique restant inchangée. (ii) L'exposition à l'atrazine a conduit à la sélection d'une populationnouvellement évoluée caractérisée par l'insertion du plasmide ADP1 en quasi-totalité sur le chromosome bactérien. [...] Le troisième volet a consisté à développer un outil permettant d'évaluer, à l'échelle d'une communauté microbienne synthétique, l'évolution du potentiel génétique dégradant. Pour ce faire quatre souches dégradantes dont une, Arthrobacter sp. TES6, isolée au cours de cette étude, ont été choisies. [...] Ces travaux montrent que la fonction de biodégradation accélérée de l'atrazine est très versatile et qu'elle est en constante évolution. Il met en évidence que le principal facteur pilotant cette évolution est le niveau d'exposition des populations dégradantes au pesticide.

Le complexe Burkholderia cepacia (Bcc) englobe 17 espèces retrouvées dans les infections pulmonaires d'individus atteints de mucoviscidose. Les bactéries de ce complexe sont présentes dans les sols, la rhizosphère de grandes cultures, les eaux usées et peuvent également être rencontrées dans le cadre d'infections nosocomiales. En France, les espèces B. multivorans et B. cenocepacia (Bcen) sont les espèces majoritaires au niveau des infections de patients atteints de mucoviscidose. Divers clones épidémiques ont été décrits au sein de l’espèce Bcen dont le clone ET12 associé au "syndrome cepacia". En 2004, une épidémie nosocomiale impliquant un clone du Bcc est survenue dans un hôpital de l’Ain. Durant ce travail, l’origine de ce clone (B&B), sa classification au sein du Bcc et certains phénomènes génétiques liés à son émergence ont été étudiés. Cela a permis d’identifier ce clone comme appartenant à l’espèce Bcen et une forte proximité de celui-ci avec la lignée ET12. L’étude des facteurs transcriptionnels de la famille σ70 au sein du Bcc a mis en évidence une structure génétique similaire entre la lignée ET12 et ce clone, mais différente de celle observée chez les autres espèces du Bcc. L’analyse d’éléments génétiques répétés de la famille des séquences d’insertion (IS) a cependant permis d’observer une organisation génomique distincte de la lignée ET12. Celle-ci a été reliée à des phénomènes d’instabilité génétique notamment à des phénomènes d’acquisition d’éléments génétiques mobiles de type îlot génomique. L’ensemble de ce travail a permis de caractériser un ensemble de phénomènes génétiques pouvant expliquer l’émergence de clones épidémiques tels que le clone B&B
The Burkholderia cepacia complex (Bcc) comprises 17 species found in lung infections of individuals with cystic fibrosis. The bacteria of this complex are present in the soil, the rhizosphere of field crops, wastewater and may also be encountered in nosocomial infections. In France, the B. multivorans and B. cenocepacia species are the major species in infections of cystic fibrosis patients. Various epidemic clones have been described within the B. cenocepacia species whose ET12 clone associated with "cepacia syndrome". In 2004, a nosocomial outbreak involving a clone of Bcc occurred in a French hospital. During this outbreak, origin of this clone (B&B clone), its classification within the Bcc and several genetic events associated with its emergence have been studied. These investigations have identified this clone as belonging to the species B. cenocepacia with a strong proximity with the ET12 lineage. The study of transcriptional factors of σ70 family within the Bcc has revealed a similar genetic structure between the ET12 lineage and this clone, but different from that observed in other species of Bcc. Analysis of genetic elements repeated family of insertion sequences (IS), however, allowed to observe a distinct genomic organization of the ET12 lineage. It has been linked to phenomen of genetic instability including acquisition of mobile genetic elements like genomic island (GI). All of this work has helped to characterize a set of genetic events may explain the emergence of epidemic clones such as clone B&B