Дисертації: "Analyses haut débit"

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Yang, Bo. "Analyses bioinformatiques et classements consensus pour les données biologiques à haut débit." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112250/document.

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Анотація:

Cette thèse aborde deux problèmes relatifs à l’analyse et au traitement des données biologiques à haut débit: le premier touche l’analyse bioinformatique des génomes à grande échelle, le deuxième est consacré au développement d’algorithmes pour le problème de la recherche d’un classement consensus de plusieurs classements.L’épissage des ARN est un processus cellulaire qui modifie un ARN pré-messager en en supprimant les introns et en raboutant les exons. L’hétérodimère U2AF a été très étudié pour son rôle dans processus d’épissage lorsqu’il se fixe sur des sites d’épissage fonctionnels. Cependant beaucoup de problèmes critiques restent en suspens, notamment l’impact fonctionnel des mutations de ces sites associées à des cancers. Par une analyse des interactions U2AF-ARN à l’échelle génomique, nous avons déterminé qu’U2AF a la capacité de reconnaître environ 88% des sites d’épissage fonctionnels dans le génome humain. Cependant on trouve de très nombreux autres sites de fixation d’U2AF dans le génome. Nos analyses suggèrent que certains de ces sites sont impliqués dans un processus de régulation de l’épissage alternatif. En utilisant une approche d’apprentissage automatique, nous avons développé une méthode de prédiction des sites de fixation d’UA2F, dont les résultats sont en accord avec notre modèle de régulation. Ces résultats permettent de mieux comprendre la fonction d’U2AF et les mécanismes de régulation dans lesquels elle intervient.Le classement des données biologiques est une nécessité cruciale. Nous nous sommes intéressés au problème du calcul d’un classement consensus de plusieurs classements de données, dans lesquels des égalités (ex-aequo) peuvent être présentes. Plus précisément, il s’agit de trouver un classement dont la somme des distances aux classements donnés en entrée est minimale. La mesure de distance utilisée le plus fréquemment pour ce problème est la distance de Kendall-tau généralisée. Or, il a été montré que, pour cette distance, le problème du consensus est NP-difficile dès lors qu’il y a plus de quatre classements en entrée. Nous proposons pour le résoudre une heuristique qui est une nouvelle variante d’algorithme à pivot. Cette heuristique, appelée Consistent-pivot, s’avère à la fois plus précise et plus rapide que les algorithmes à pivot qui avaient été proposés auparavant
It is thought to be more and more important to solve biological questions using Bioinformatics approaches in the post-genomic era. This thesis focuses on two problems related to high troughput data: bioinformatics analysis at a large scale, and development of algorithms of consensus ranking. In molecular biology and genetics, RNA splicing is a modification of the nascent pre-messenger RNA (pre-mRNA) transcript in which introns are removed and exons are joined. The U2AF heterodimer has been well studied for its role in defining functional 3’ splice sites in pre-mRNA splicing, but multiple critical problems are still outstanding, including the functional impact of their cancer-associated mutations. Through genome-wide analysis of U2AF-RNA interactions, we report that U2AF has the capacity to define ~88% of functional 3’ splice sites in the human genome. Numerous U2AF binding events also occur in other genomic locations, and metagene and minigene analysis suggests that upstream intronic binding events interfere with the immediate downstream 3’ splice site associated with either the alternative exon to cause exon skipping or competing constitutive exon to induce inclusion of the alternative exon. We further build up a U2AF65 scoring scheme for predicting its target sites based on the high throughput sequencing data using a Maximum Entropy machine learning method, and the scores on the up and down regulated cases are consistent with our regulation model. These findings reveal the genomic function and regulatory mechanism of U2AF, which facilitates us understanding those associated diseases.Ranking biological data is a crucial need. Instead of developing new ranking methods, Cohen-Boulakia and her colleagues proposed to generate a consensus ranking to highlight the common points of a set of rankings while minimizing their disagreements to combat the noise and error for biological data. However, it is a NP-hard questioneven for only four rankings based on the Kendall-tau distance. In this thesis, we propose a new variant of pivot algorithms named as Consistent-Pivot. It uses a new strategy of pivot selection and other elements assignment, which performs better both on computation time and accuracy than previous pivot algorithms

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Mersch, Marjorie. "Analyse de la méthylation de l'ADN par séquençage haut-débit chez la Poule." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0107/document.

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Anticiper l’impact de fluctuations environnementales de nature climatique ou alimentaire est un enjeu crucial dans les systèmes de productions animales, et plus particulièrement sur la volaille. Cette influence de l’environnement sur les phénotypes passe en partie par des phénomènes épigénétiques, notamment la méthylation de l’ADN, et qui peuvent intervenir dans la régulation de l'expression des gènes. Ce sont des mécanismes qui n'affectent pas la séquence d'ADN mais qui peuvent être transmis par la mitose ou la méiose. Ces interactions entre épigénomes et expression des gènes sont de plus en plus étudiées dans les modèles animaux et chez les plantes. Cependant, les mécanismes de régulation de l'expression du génome par la méthylation de l’ADN sont assez peu connus chez les oiseaux. Ce travail de thèse repose sur deux dispositifs expérimentaux réalisés chez la poule, le but étant de caractériser le méthylome par séquençage haut-débit. Les profils de méthylation le long du génome, et le lien avec l’expression, sont établis d’abord par un séquençage tout-génome (WGBS) au sein d’embryons entiers, puis par un séquençage d'une sous-représentation du génome (RRBS) au sein d’hypothalamus d’individus adultes. À ce jour, aucune étude d'analyses de méthylome par RRBS chez la poule n'a été publiée. Ces deux analyses sont réalisées grâce au développement d'un pipeline bioinformatique, optimisé, disponible à la communauté scientifique. Globalement, le profil de méthylation chez la poule est similaire à ce qui est connu chez les mammifères : les îlots CpG - régions riches en dinucléotides CG, souvent peu méthylées, qui ponctuent le génome principalement dans les régions promotrices des gènes - sont globalement peu méthylés dans les promoteurs sur les données WGBS et RRBS. Les analyses du méthylome des embryons ont confirmé l'absence d'un phénomène de compensation de dose sur les chromosomes sexuels, ou la présence sur le chromosome Z d'une région hyperméthylée. Les analyses des données RRBS révèlent une hyperméthylation globale des CG sur le génome, suggérant une réponse de la méthylation à un stress environnemental. Sur les données WGBS, le niveau de méthylation dans le promoteur est négativement corrélé à l'expression du gène associé. Une méthylation allèle spécifique est également détectée entre les lignées, phénomène mis en évidence pour la première fois chez la poule et dont la fréquence est comparable à ce qui a été observé chez l'Homme. Sur les données RRBS, des résultats préliminaires de la réponse du méthylome aux stress environnementaux montrent le caractère complexe de cette relation. L’utilisation d’aliments moins énergétiques entraînerait une plus grande mobilisation des réserves lipidiques, tandis que les individus soumis à un stress à la chaleur ont un poids corporel plus léger. Une intégration de ces données à des mesures phénotypiques permettrait de faire le lien entre méthylation et environnement. Au-delà de l'aspect fondamental de cette thèse, l'application plus concrète de ces connaissances peut s'appliquer aux systèmes d'élevage pour obtenir des animaux mieux adaptés à l’environnement, en améliorant les caractères de production
Anticipating the impact of environmental changes (on climate and feed) is a crucial issue for livestock production systems, including poultry. The influence of the environment on phenotypes is partly mediated by epigenetic phenomena, including DNA methylation, which may be involved in the regulation of gene expression. These mechanisms do not affect the DNA sequence but can be inherited by mitosis or meiosis. The interactions between epigenomes and gene expression are increasingly being studied in animal models and in plants. However, the mechanisms of regulation of genome expression through DNA methylation are relatively unknown in birds. This thesis work is based on two experimental devices realized in chicken aiming to characterize the methylome by high-throughput sequencing. The methylation patterns across the genome, and their link with expression, were first established by whole-genome bisulfite sequencing (WGBS) in whole embryos, following a reduced representation bisulfite sequencing (RRBS) from hypothalamus of adults. To date, no specific chicken RRBS study has been published. These two analyses were carried out by developing an optimized bioinformatics pipeline, available for scientific community. Overall, the pattern of methylation in chicken is like those in mammals: CpG islands - dinucleotides CG-rich regions which are often poorly methylated, and which are found mainly in the promoter regions of the genome - are generally poorly methylated in promoters on WGBS and RRBS data. Embryo methylome analyses confirmed the absence of a dose-compensation phenomenon on sex chromosomes, or the presence of a hypermethylated region on the Z chromosome. The analyses of RRBS data revealed an overall hypermethylation of CGs across the genome, suggesting a methylation response to environmental stress. From the analysis of WGBS data, we found that the level of methylation in promoters was negatively correlated with the expression of the associated gene. For the first time, a specific allele methylation was also detected between chicken lines whose frequency is comparable to that observed in humans. On the RRBS data, preliminary results of the methylome response to environmental stresses showed the complex nature of this relationship. The use of a low-energy diet would led to greater mobilization of body fat, while individuals with heat stress had a lighter body weight. Integrating these data with phenotypic measurements would allow to link methylation and environment. Beyond the fundamental aspect of this thesis, the method developed in this work could be applied to livestock systems to breed animals better adapted to a changing environment, by improving production traits

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Schoenauer, Sebag Alice. "Développement de méthodes pour les données de cribles temporels à haut contenu et haut débit : versatilité et analyses comparatives." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0035/document.

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Un crible biologique a pour objectif de tester en parallèle l'impact de nombreuses conditions expérimentales sur un processus biologique d'un organisme modèle. Le progrès technique et computationnel a rendu possible la réalisation de tels cribles à grande échelle - jusqu'à des centaines de milliers de conditions. L'imagerie sur cellules vivantes est un excellent outil pour étudier en détail les conséquences d'une perturbation chimique sur un processus biologique. L'analyse des cribles sur cellules vivantes demande toutefois la combinaison de méthodes robustes d'imagerie par ordinateur et de contrôle qualité, et d'approches statistiques efficaces pour la détection des effets significatifs. La présente thèse répond à ces défis par le développement de méthodes analytiques pour les images de cribles temporels à haut débit. Les cadres qui y sont développés sont appliqués à des données publiées, démontrant par là leur applicabilité ainsi que les bénéfices d'une ré-analyse des données de cribles à haut contenu (HCS). Le premier workflow pour l'étude de la motilité cellulaire à l'échelle d'une cellule dans de telles données constitue le chapitre 2. Le chapitre 3 applique ce workflow à des données publiées et présente une nouvelle distance pour l'inférence de cible thérapeutique à partir d'images de cribles temporels. Enfin, le chapitre 4 présente une pipeline méthodologique complète pour la conduite de cribles temporels à haut débit en toxicologie environnementale
Biological screens test large sets of experimental conditions with respect to their specific biological effect on living systems. Technical and computational progresses have made it possible to perform such screens at a large scale - up to hundreds of thousands of experiments. Live cell imaging is an excellent tool to study in detail the consequences of chemical perturbation on a given biological process. However, the analysis of live cell screens demands the combination of robust computer vision methods, efficient statistical methods for the detection of significant effects and robust procedures for quality control. This thesis addresses these challenges by developing analytical methods for the analysis of High Throughput time-lapse microscopy screening data. The developed frameworks are applied to publicly available HCS data, demonstrating their applicability and the benefits of HCS data remining. The first multivariate workflow for the study of single cell motility in such large-scale data is detailed in Chapter 2. Chapter 3 presents this workflow application to previously published data, and the development of a new distance for drug target inference by in silico comparisons of parallel siRNA and drug screens. Finally, chapter 4 presents a complete methodological pipeline for performing HT time-lapse screens in Environmental Toxicology

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Teissandier, Aurélie. "Analyses bioinformatiques de la régulation des éléments transposables chez les mammifères." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS251/document.

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Les éléments transposables sont des séquences d'ADN qui ont la capacité de se déplacer dans le génome. Ils peuvent modifier l’architecture et la régulation du génome, et sont ainsi impliqués dans de nombreux désordres pathologiques, congénitaux ou acquis. L’analyse bioinformatique des éléments transposables dans les données de séquençage est la méthode de choix pour comprendre leur biologie. Mon travail de thèse a été dédié à cette question en utilisant des données réelles et simulées. Dans un premier axe, en utilisant un système cellulaire modulant le niveau de méthylation, nous avons révélé que différentes modifications chromatiniennes répressives assurent la mise sous silence des éléments transposables lorsque la méthylation de l’ADN est perdue. Dans un second axe, à l'aide d'une stratégie de mutagenèse aléatoire, nous avons découvert une nouvelle ADN méthyltransférase, spécialisée dans la méthylation des transposons jeunes au cours de la spermatogenèse. De par la nature répétée des éléments transposables, l'analyse des transposons dans les données de séquençage reste cependant un véritable défi. Finalement, dans un troisième temps, j’ai eu recours à une stratégie de simulation pour comparer les différentes méthodes d’alignement et de quantification dans les génomes murin et humain. J'ai ainsi pu élaborer des recommandations pour l'étude des éléments transposables et révéler les limites de détection de certaines familles de transposons
Transposable elements are DNA sequences that have the ability to move in the genome. They can modify the architecture and the regulation of the genome, and be implicated in different pathological, congenital or acquired disorders. The transposon analysis with sequencing data is the first choice method to understand their biology. My thesis work was dedicated to this question using real and simulated data. In a first research axis, using a cellular system to modulate DNA methylation levels, we revealed that different repressive chromatin modifications ensure the silencing of transposable elements when DNA methylation is lost. In a second axis, using a random mutagenesis strategy, we discovered a new DNA methyltransferase, specialized in the methylation of young transposons during spermatogenesis. However, the analysis of transposons in sequencing datasets is a bioinformatic challenge because of the repeated nature of transposable elements. Eventually, in a third axis, using a simulation strategy applied to the mouse and the human genomes, I systematically compared different alignment and quantification tools. I was able to draw recommendations for the analysis of transposons and to reveal the limits in detecting specific transposons families

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Teissandier, Aurélie. "Analyses bioinformatiques de la régulation des éléments transposables chez les mammifères." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS251.

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Les éléments transposables sont des séquences d'ADN qui ont la capacité de se déplacer dans le génome. Ils peuvent modifier l’architecture et la régulation du génome, et sont ainsi impliqués dans de nombreux désordres pathologiques, congénitaux ou acquis. L’analyse bioinformatique des éléments transposables dans les données de séquençage est la méthode de choix pour comprendre leur biologie. Mon travail de thèse a été dédié à cette question en utilisant des données réelles et simulées. Dans un premier axe, en utilisant un système cellulaire modulant le niveau de méthylation, nous avons révélé que différentes modifications chromatiniennes répressives assurent la mise sous silence des éléments transposables lorsque la méthylation de l’ADN est perdue. Dans un second axe, à l'aide d'une stratégie de mutagenèse aléatoire, nous avons découvert une nouvelle ADN méthyltransférase, spécialisée dans la méthylation des transposons jeunes au cours de la spermatogenèse. De par la nature répétée des éléments transposables, l'analyse des transposons dans les données de séquençage reste cependant un véritable défi. Finalement, dans un troisième temps, j’ai eu recours à une stratégie de simulation pour comparer les différentes méthodes d’alignement et de quantification dans les génomes murin et humain. J'ai ainsi pu élaborer des recommandations pour l'étude des éléments transposables et révéler les limites de détection de certaines familles de transposons
Transposable elements are DNA sequences that have the ability to move in the genome. They can modify the architecture and the regulation of the genome, and be implicated in different pathological, congenital or acquired disorders. The transposon analysis with sequencing data is the first choice method to understand their biology. My thesis work was dedicated to this question using real and simulated data. In a first research axis, using a cellular system to modulate DNA methylation levels, we revealed that different repressive chromatin modifications ensure the silencing of transposable elements when DNA methylation is lost. In a second axis, using a random mutagenesis strategy, we discovered a new DNA methyltransferase, specialized in the methylation of young transposons during spermatogenesis. However, the analysis of transposons in sequencing datasets is a bioinformatic challenge because of the repeated nature of transposable elements. Eventually, in a third axis, using a simulation strategy applied to the mouse and the human genomes, I systematically compared different alignment and quantification tools. I was able to draw recommendations for the analysis of transposons and to reveal the limits in detecting specific transposons families

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François, Nicolas. "Analyse d'interactions moléculaires à haut débit." Paris 5, 2010. http://www.theses.fr/2010PA05S003.

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Cette thèse s'attaque aux verrous posés par les technologies émergentes d'analyse d'interactions moléculaires à haut débit, permettant des mesures en continu d'interactions parallèles. Deux techniques s'avèrent prometteuses : celle par marquage des cibles en fluorescence, éprouvée en biologie ; et celle en résonance des plasmons de surface (SPR), ne nécessitant pas d'étiquetage moléculaire. Cette thèse propose une approche automatique originale pour l'analyse des images d'interactions, aussi bien en fluorescence qu'en SPR. Développée à partir d'un modèle mathématique fondé sur les caractéristiques communes aux études expérimentales menées, elle combine opérateurs géodésiques 2D et 3D, contraintes de classification et comportement physique. Couplée au protocole expérimental spécifique à chacune des méthodes à haut débit, impliquant calibrages et filtrage spatiotemporel du bruit, elle fournit une méthode complète d'analyse. Evaluée qualitativement et quantitativement sur un ensemble de données synthétiques et expérimentales, elle confirme nos attentes concernant la sensibilité de détection des systèmes à haut débit, même à faible concentration de cibles. Les caractéristiques des interactions étudiées sont en accord à celles obtenues par des méthodes de référence, ou à des valeurs théoriques. Les résultats valident de fait l'utilisation des techniques à haut débit pour l'analyse d'interactions moléculaires, ainsi que la méthodologie développée pour l'exploitation de ces données. Cette étude ouvre des perspectives nouvelles sur l'utilisation de ces technologies aussi bien dans le cadre de la recherche, que dans un contexte clinique d'aide au diagnostic ou de thérapie génique
This thesis tackles the locks held by emerging technologies for analyzing high throughput molecular interactions, allowing to acquire continuous measurements upon parallel interactions. Two technologies are promising: the target marking by fluorescence, which is a proven technique in biology; and the surface plasmon resonance (SPR), requiring no labeling of molecules. This thesis suggests an original automatic approach for image analysis of high throughput interactions, applicable to both fluorescence and SPR methods. From a mathematical model based upon common characteristics describing experimental studies, it combines 2D and 3D geodesic operators, classification and constraints of physical behavior. Coupled with the experimental protocol specific to each of the high throughput methods, involving calibrations and spatiotemporal filtering of noise, it ultimately provides a complete technology for the analysis of high throughput data. Assessed qualitatively and quantitatively on a data set, both synthetic and experimental, it confirms our expectations regarding the sensitivity of detection systems with high throughput, even at low concentrations of target. The characteristics of the interactions studied thus estimated were compared with those obtained by reference methods, or theoretical values. The results are in agreement, validating that the use of high throughput techniques for analyzing molecular interactions and the methodology developed for the exploitation of such data. This study thus opens new perspectives on the use of these technologies as well as part of research in biology, in a clinical setting to aid diagnosis or gene therapy

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Aubert, Julie. "Analyse statistique de données biologiques à haut débit." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS048/document.

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Les progrès technologiques des vingt dernières années ont permis l’avènement d'une biologie à haut-débit reposant sur l'obtention de données à grande échelle de façon automatique. Les statisticiens ont un rôle important à jouer dans la modélisation et l'analyse de ces données nombreuses, bruitées, parfois hétérogènes et recueillies à différentes échelles. Ce rôle peut être de plusieurs natures. Le statisticien peut proposer de nouveaux concepts ou méthodes inspirées par les questions posées par cette biologie. Il peut proposer une modélisation fine des phénomènes observés à l'aide de ces technologies. Et lorsque des méthodes existent et nécessitent seulement une adaptation, le rôle du statisticien peut être celui d'un expert, qui connaît les méthodes, leurs limites et avantages. Le travail présenté dans cette thèse se situe à l'interface entre mathématiques appliquées et biologie, et relève plutôt des deuxième et troisième type de rôles mentionnés.Dans une première partie, j’introduis différentes méthodes développées pour l'analyse de données biologiques à haut débit, basées sur des modèles à variables latentes. Ces modèles permettent d'expliquer un phénomène observé à l'aide de variables cachées. Le modèle à variables latentes le plus simple est le modèle de mélange. Les deux premières méthodes présentées en sont des exemples: la première dans un contexte de tests multiples et la deuxième dans le cadre de la définition d'un seuil d'hybridation pour des données issues de puces à ADN. Je présente également un modèle de chaînes de Markov cachées couplées pour la détection de variations du nombre de copies en génomique prenant en compte de la dépendance entre les individus, due par exemple à une proximité génétique. Pour ce modèle, nous proposons une inférence approchée fondée sur une approximation variationnelle, l'inférence exacte ne pouvant pas être envisagée dès lors que le nombre d'individus augmente. Nous définissons également un modèle à blocs latents modélisant une structure sous-jacente par bloc de lignes et colonnes adaptées à des données de comptage issue de l'écologie microbienne. Les données issues de méta-codebarres ou de métagénomique correspondent à l'abondance de chaque unité d'intérêt (par exemple micro-organisme) d'une communauté microbienne au sein d'environnement (rhizosphère de plante, tube digestif humain, océan par exemple). Ces données ont la particularité de présenter une dispersion plus forte qu'attendue sous les modèles les plus classiques (on parle de sur-dispersion). La classification croisée est une façon d'étudier les interactions entre la structure des communautés microbiennes et les échantillons biologiques dont elles sont issues. Nous avons proposé de modéliser ce phénomène à l'aide d'une distribution Poisson-Gamma et développé une autre approximation variationnelle pour ce modèle particulier ainsi qu'un critère de sélection de modèle. La flexibilité et la performance du modèle sont illustrées sur trois jeux de données réelles.Une deuxième partie est consacrée à des travaux dédiés à l'analyse de données de transcriptomique issues des technologies de puce à ADN et de séquençage de l’ARN. La première section concerne la normalisation des données (détection et correction de biais techniques) et présente deux nouvelles méthodes que j’ai proposées avec mes co-auteurs et une comparaison de méthodes à laquelle j’ai contribuée. La deuxième section dédiée à la planification expérimentale présente une méthode pour analyser les dispositifs dit en dye-switch.Dans une dernière partie, je montre à travers deux exemples de collaboration, issues respectivement d'une analyse de gènes différentiellement exprimés à partir de données issues de puces à ADN, et d'une analyse du traductome chez l'oursin à partir de données de séquençage de l'ARN, la façon dont les compétences statistiques sont mobilisées et la plus-value apportée par les statistiques aux projets de génomique
The technological progress of the last twenty years allowed the emergence of an high-throuput biology basing on large-scale data obtained in a automatic way. The statisticians have an important role to be played in the modelling and the analysis of these numerous, noisy, sometimes heterogeneous and collected at various scales. This role can be from several nature. The statistician can propose new concepts, or new methods inspired by questions asked by this biology. He can propose a fine modelling of the phenomena observed by means of these technologies. And when methods exist and require only an adaptation, the role of the statistician can be the one of an expert, who knows the methods, their limits and the advantages.In a first part, I introduce different methods developed with my co-authors for the analysis of high-throughput biological data, based on latent variables models. These models make it possible to explain a observed phenomenon using hidden or latent variables. The simplest latent variable model is the mixture model. The first two presented methods constitutes two examples: the first in a context of multiple tests and the second in the framework of the definition of a hybridization threshold for data derived from microarrays. I also present a model of coupled hidden Markov chains for the detection of variations in the number of copies in genomics taking into account the dependence between individuals, due for example to a genetic proximity. For this model we propose an approximate inference based on a variational approximation, the exact inference not being able to be considered as the number of individuals increases. We also define a latent-block model modeling an underlying structure per block of rows and columns adapted to count data from microbial ecology. Metabarcoding and metagenomic data correspond to the abundance of each microorganism in a microbial community within the environment (plant rhizosphere, human digestive tract, ocean, for example). These data have the particularity of presenting a dispersion stronger than expected under the most conventional models (we speak of over-dispersion). Biclustering is a way to study the interactions between the structure of microbial communities and the biological samples from which they are derived. We proposed to model this phenomenon using a Poisson-Gamma distribution and developed another variational approximation for this particular latent block model as well as a model selection criterion. The model's flexibility and performance are illustrated on three real datasets.A second part is devoted to work dedicated to the analysis of transcriptomic data derived from DNA microarrays and RNA sequencing. The first section is devoted to the normalization of data (detection and correction of technical biases) and presents two new methods that I proposed with my co-authors and a comparison of methods to which I contributed. The second section devoted to experimental design presents a method for analyzing so-called dye-switch design.In the last part, I present two examples of collaboration, derived respectively from an analysis of genes differentially expressed from microrrays data, and an analysis of translatome in sea urchins from RNA-sequencing data, how statistical skills are mobilized, and the added value that statistics bring to genomics projects

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Pham, Nguyen Phuong. "Analyses génomiques comparatives de souches de Brevibacterium et étude de leurs interactions biotiques avec Hafnia alvei dans un fromage modèle." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLA035.

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L’objectif de ce travail était de mieux comprendre les mécanismes moléculaires de l’adaptation microbienne à l’environnement fromager par des approches de génomique fonctionnelle via le modèle de Brevibacterium, un genre bactérien largement utilisé en technologie fromagère, mais dont l’implantation est parfois difficile à maîtriser.L’analyse génomique comparative de 23 souches de Brevibacterium, dont 12 issues de fromages, a révélé des différences en déterminants génétiques impliqués dans la capacité à croître à la surface du fromage. Parmi ces différences, plusieurs sont corrélées à la phylogénie des souches, et d’autres résultent de transferts horizontaux, notamment dans le cas des gènes liés à l’acquisition du fer et à la biosynthèse de bactériocines. Nous avons identifié des îlots génomiques correspondant à des transferts de gènes d’acquisition du fer entre des souches fromagères de Brevibacterium et des bactéries d’affinage appartenant à d’autres genres. Nous avons également mis en évidence un transposon conjugatif codant pour la synthèse de bactériocines présent chez des souches de Brevibacterium d'origine fromagère mais aussi chez une souche fromagère du genre Corynebacterium.L’étude fonctionnelle des interactions biotiques entre Brevibacterium et Hafnia alvei, une autre bactérie d’affinage du fromage, a été menée dans un modèle fromager développé au cours de ce travail. En couplant des analyses microbiologiques, biochimiques et transcriptomiques (RNA-seq), nous avons mis en évidence l’existence de différents mécanismes d’interaction entre ces bactéries. Ceux-ci concernent notamment l’acquisition du fer, la protéolyse, la lipolyse, le métabolisme soufré et le catabolisme du D-galactonate. Nos résultats suggèrent que dans la relation mutualiste observée entre certaines souches de Brevibacterium et H. alvei, cette dernière sécrète des sidérophores qui sont utilisés par Brevibacterium pour capter le fer plus efficacement, stimulant ainsi sa croissance. En contrepartie, Brevibacterium sécrète des lipases et des protéases qui dégradent les caséines et triglycérides du fromage en constituants énergétiques favorisant la croissance de H. alvei. Ce type d’interaction est intéressant à considérer pour la formulation des ferments d'affinage car il en résulte une meilleure capacité de tous les partenaires à coloniser le fromage, et ainsi à générer les propriétés technologiques recherchées
The objective of this study was to better understand the molecular mechanisms of microbial adaptation to the cheese habitat by functional genomic approaches using Brevibacterium as a model microorganism. This bacterium is widely used for the manufacturing of cheese but its growth on the cheese surface is sometimes difficult to control.Comparative genomic analysis of 23 Brevibacterium strains, including 12 strains isolated from cheeses, revealed differences in genetic determinants involved in the growth on the cheese surface. Some of them are correlated to strain phylogeny and others are the result of gene transfers, especially those involved in iron acquisition and bacteriocin biosynthesis. We identified genomic islands corresponding to transfers of genes involved in iron acquisition between cheese-associated Brevibacterium strains and cheese-associated strains belonging to other genera. We also detected a conjugative transposon encoding bacteriocin production, which is present in cheese-associated Brevibacterium strains as well as in a cheese-associated Corynebacterium strain.Functional study of biotic interactions between Brevibacterium and Hafnia alvei, another cheese-ripening bacterium, was performed in a model cheese developed in this study. By coupling microbial, biochemical and transcriptomic (RNA-seq) analyses, we revealed several interaction mechanisms between these bacteria. These concern, in particular, iron acquisition, proteolysis, lipolysis, sulfur metabolism and D-galactonate catabolism. Our findings suggest that in the mutualistic relationship between some Brevibacterium strains and H. alvei, the latter stimulates Brevibacterium growth by the secretion of siderophores, which can be used by Brevibacterium to capture iron more efficiently. In return, Brevibacterium secretes lipases and proteases, which degrade cheese caseins and triglycerides into energetic substrates that stimulate H. alvei growth. This type of interaction is interesting to consider in the formulation of ripening cultures because it results in a better ability of all partners to colonize the cheese, and thus to generate the desired technological properties

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Mirat, Olivier. "Analyse haut-débit du comportement spontané d'un organisme modèle " simple "." Phd thesis, Université René Descartes - Paris V, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00881755.

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L'utilisation d'organismes génétiques modèles a permis l'investigation à grande échelle de mécanismes cellulaires et moléculaires pour la biologie. La larve de poisson zèbre (Danio rerio) est un organisme vertébré modèle simple qui présente plusieurs avantages pour identifier les bases moléculaires et pharmacologiques du développement et du comportement à travers des cribles génétiques et chimiques respectivement. Plusieurs paradigmes expérimentaux reposent sur une caractérisation précise du phénotype comportemental associé avec un génotype ou l'application d'une drogue. Ce processus de phénotypage bénéficierait d'une compréhension globale des manœuvres possibles afin de caractériser précisément le comportement globale de larves observé au cours d'une expérience. L'analyse sur plusieurs minutes de la locomotion spontanée des larves de poisson zèbre en groupe fournit un cadre idéal pour atteindre ces objectifs.Si l'analyse manuelle du comportement animal est possible pour l'observation de manœuvres isolées et stéréotypées, elle n'est pas compatible avec une approche à grande échelle. A partir de cinq jours, la larve de poisson zèbre se meut sous forme de bouffées natatoires qui arrivent à haute fréquence et sont séparées par quelques secondes. La difficulté d'observation à haute fréquence et d'analyse de la locomotion en bouffée rend une analyse manuelle simple à partir de séquences vidéos du comportement impossible. Le développement récent de caméras rapides avec acquisition en mode continu, couplé aux avancées en informatique et en intelligence artificielle rend possible une analyse automatique du comportement. Les systèmes commerciaux actuels permettent des enregistrements sur des longues durées mais sans capturer la complexité et la diversité des mouvements réalisés. Nous avons donc créé ZebraZoom, notre système d'analyse haut débit permettant de suivre, de quantifier et de catégoriser le comportement spontané de chaque larve de poisson zèbre au sein d'un groupe.Nous avons monté un dispositif expérimental qui consiste à placer sept larves de poisson zèbre âgées d'entre cinq et sept jours dans huit boîtes de pétri. Les boîtes de pétri sont disposées sur une table lumineuse et une caméra rapide positionnée au-dessus enregistre le comportement spontané à 337 Hz pendant quatre minutes. Une fois la vidéo acquise, ZebraZoom localise automatiquement chacune des huit boîtes de pétri, puis suit tête et queue de chacun des animaux sur l'ensemble de la vidéo, grâce à des procédures de vision par ordinateur. ZebraZoom identifie automatiquement chaque bouffée natatoire. Le phénotypage du comportement a été réalisé grâce à deux méthodes complémentaires : l'extraction de paramètres globaux caractérisant la dynamique des mouvements et la catégorisation automatique des mouvements en différents manœuvres stéréotypées. Nous avons utilisé l'analyse des paramètres globaux afin de caractériser l'effet de drogues agissant sur les récepteurs de neurotransmetteurs et l'analyse d'un mutant aveugle. La catégorisation automatique des mouvements est réalisée grâce a des procédures d'apprentissage automatique (" Machine Learning "). Nous avons illustré l'utilité de cette catégorisation pour étudier les interactions entre larves à ces stades précoces. En conclusion, notre programme ZebraZoom permet de réaliser un phénotypage automatique et complet, et cette approche pourra être appliquée dans d'autres systèmes et contextes expérimentaux.

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Dionnet, Eugénie. "Exploration de l'hétérogénéité mutationnelle et de ses conséquences pathologiques dans les myopathies : analyses des mécanismes et développement d'outils thérapeutiques." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM5046/document.

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Aujourd’hui encore, le diagnostic des maladies génétiques et la compréhension des mécanismes pathologiques qui en découlent demeurent difficile. On dénombre à ce jour plus de deux cents formes de myopathies, en majorité d’origine génétique, mais dont les gènes ne sont pas toujours identifiés. Dans le cas où le gène causal est connu, il peut subsister des problèmes diagnostics. L'absence d’information génétique peut alors nuire à la prise en charge des malades ainsi qu’au développement d’outils thérapeutiques. Ma thèse a été conduite dans le but d’améliorer ces éléments : j’ai mis en évidence l’implication d’un nouveau gène dans la dystrophie facio-scapulo-humérale ; optimisé le diagnostic des calpaïnopathies en étudiant l’impact de mutations faux-sens sur l’épissage du gène responsable et analysé les interactions protéiques et ioniques mises en place lors de phénomènes d’entrée calcique. Enfin, j’ai participé au développement d’outils thérapeutiques dans le cadre des dysferlinopathies
Nowadays, diagnosis and pathomechanisms of genetic disorders remain difficult to explore. There are actually more than 200 forms of myopathies, mostly genetics, even if the culprit gene is not always identified. However, even when the causative gene is known, it often remains diagnostic issues because of clinical and genetic heterogeneity and wide mutational spectrum. The lack of genetic information affects patients cares and impairs the development of new therapeutic tools. My thesis was conducted in order to extend these elements: I have shown that a new gene may be involved in facio-scapulo-humeral dystrophy; I have improved calpainopathie’s diagnosis by studying the impact of missense mutations on RNA splicing; I have also analyzed how proteins contributed to calcium entry in the cell. Finally, I contributed with a new therapeutic tools for dysferlinopathies

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Drouard, Joeffrey. "Analyse économique du marché du haut débit : contributions théoriques et empiriques." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00543896.

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Le thème central de cette thèse est l'analyse économique du marché du haut débit et plus particulièrement l'économie des infrastructures de l'information. Les infrastructures de l'information désignent des réseaux numériques qui permettent de délivrer des services de communication et d'information exigeant des débits de transmission de données de plus en plus élevés. Cette thèse s'articule autour de trois problématiques. La première partie est consacrée à la demande de services haut débit et plus particulièrement aux inégalités d'accès à ces services. À partir d'une base de données regroupant des informations sur plus de 5600 ménages français, on propose deux analyses économétriques de la fracture numérique. La seconde partie est consacrée aux politiques de dégroupage. Tout d'abord, à partir d'une analyse économétrique portant sur 14 pays européens, on cherche à déterminer si le niveau du tarif de dégroupage a influencé positivement ou négativement la pénétration du haut débit. Ensuite, on propose un modèle dans lequel le concept de l'échelle d'investissement développé par Cave (2006) est analysé formellement. La troisième partie est consacrée aux exclusivités de distribution de contenus audiovisuels. À partir d'un modèle théorique, on analyse dans quels cas une firme verticalement intégrée, présente sur le marché du haut débit et également sur celui de la distribution de contenus, est incitée à réserver l'exclusivité de la distribution de son contenu à ses abonnées haut débit.

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Stefic, Karl. "Diversité du Virus de l'Immunodéficience Humaine 1 (VIH-1) et évolution de la sensibilité aux anti-corps neutralisants : analyses au niveau individuel et au niveau populationnel." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR3316.

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Les anticorps neutralisants exercent une pression de sélection sur le VIH-1 et sont un des moteurs de son évolution. Nous nous sommes intéressés à la relation entre la diversité génétique du virus et la neutralisation par les anticorps, à l’échelle individuelle et à l’échelle populationnelle. À l’échelle de l’individu. nous avons étudié le phénomène de compartimentation du VIH-1 au niveau du système nerveux central. Nos résultats suggèrent que la pression de sélection par les anticorps neutralisants n’est pas responsable de l’évolution des variants neurotropes, observée au niveau du LCR. Nous avons également mis en évidence des spécificités de ces variants neurotropes. Dans une seconde partie, nous avons étudié la sensibilité à différents anticorps monoclonaux largement neutralisants de virus de clade CRF02_AG récemment transmis en France. Nous avons mis en évidence une augmentation de résistance à plusieurs anticorps, positivement corrélée à la diversification génétique des virus sur une période de quinze ans. Ceci est en faveur d’une répercussion de la pression de sélection exercée au niveau individuel sur la résistance croissante du VIH-1 à la neutralisation, à l’échelle populationnelle
Neutralizing antibodies exert a selection pressure that drives HIV-1 evolution, playing a major role in its diversification. We were interested in the relationship between the genetic diversity of the virus and its neutralization by antibodies at both the individual and the populational levels. At the individual level, viral populations with distinct genetic properties have been observed in the central nervous system in about half of the subjects infected with HIV-1. We studied this phenomenon, termed compartmentalization. Our results suggest that the selection pressure by neutralizing antibodies is not responsible for the evolution pathway of neurotropic variants in the CSF. We also observed specific features for these neurotropic variants. In the second part of this work, we evaluated the sensitivity to broadly neutralizing antibodies of recently transmitted CRF02_AG viruses isolated in France. We observed an increased resistance to some monoclonal antibodies, which was positively correlated with the diversification of the viruses during the study period. This is in line with the hypothesis of the repercussion of the selection pressure within individuals towards a greater resistance of HIV-1 at the populational level

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Pham, Nguyen Phuong. "Analyses génomiques comparatives de souches de Brevibacterium et étude de leurs interactions biotiques avec Hafnia alvei dans un fromage modèle." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLA035/document.

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L’objectif de ce travail était de mieux comprendre les mécanismes moléculaires de l’adaptation microbienne à l’environnement fromager par des approches de génomique fonctionnelle via le modèle de Brevibacterium, un genre bactérien largement utilisé en technologie fromagère, mais dont l’implantation est parfois difficile à maîtriser.L’analyse génomique comparative de 23 souches de Brevibacterium, dont 12 issues de fromages, a révélé des différences en déterminants génétiques impliqués dans la capacité à croître à la surface du fromage. Parmi ces différences, plusieurs sont corrélées à la phylogénie des souches, et d’autres résultent de transferts horizontaux, notamment dans le cas des gènes liés à l’acquisition du fer et à la biosynthèse de bactériocines. Nous avons identifié des îlots génomiques correspondant à des transferts de gènes d’acquisition du fer entre des souches fromagères de Brevibacterium et des bactéries d’affinage appartenant à d’autres genres. Nous avons également mis en évidence un transposon conjugatif codant pour la synthèse de bactériocines présent chez des souches de Brevibacterium d'origine fromagère mais aussi chez une souche fromagère du genre Corynebacterium.L’étude fonctionnelle des interactions biotiques entre Brevibacterium et Hafnia alvei, une autre bactérie d’affinage du fromage, a été menée dans un modèle fromager développé au cours de ce travail. En couplant des analyses microbiologiques, biochimiques et transcriptomiques (RNA-seq), nous avons mis en évidence l’existence de différents mécanismes d’interaction entre ces bactéries. Ceux-ci concernent notamment l’acquisition du fer, la protéolyse, la lipolyse, le métabolisme soufré et le catabolisme du D-galactonate. Nos résultats suggèrent que dans la relation mutualiste observée entre certaines souches de Brevibacterium et H. alvei, cette dernière sécrète des sidérophores qui sont utilisés par Brevibacterium pour capter le fer plus efficacement, stimulant ainsi sa croissance. En contrepartie, Brevibacterium sécrète des lipases et des protéases qui dégradent les caséines et triglycérides du fromage en constituants énergétiques favorisant la croissance de H. alvei. Ce type d’interaction est intéressant à considérer pour la formulation des ferments d'affinage car il en résulte une meilleure capacité de tous les partenaires à coloniser le fromage, et ainsi à générer les propriétés technologiques recherchées
The objective of this study was to better understand the molecular mechanisms of microbial adaptation to the cheese habitat by functional genomic approaches using Brevibacterium as a model microorganism. This bacterium is widely used for the manufacturing of cheese but its growth on the cheese surface is sometimes difficult to control.Comparative genomic analysis of 23 Brevibacterium strains, including 12 strains isolated from cheeses, revealed differences in genetic determinants involved in the growth on the cheese surface. Some of them are correlated to strain phylogeny and others are the result of gene transfers, especially those involved in iron acquisition and bacteriocin biosynthesis. We identified genomic islands corresponding to transfers of genes involved in iron acquisition between cheese-associated Brevibacterium strains and cheese-associated strains belonging to other genera. We also detected a conjugative transposon encoding bacteriocin production, which is present in cheese-associated Brevibacterium strains as well as in a cheese-associated Corynebacterium strain.Functional study of biotic interactions between Brevibacterium and Hafnia alvei, another cheese-ripening bacterium, was performed in a model cheese developed in this study. By coupling microbial, biochemical and transcriptomic (RNA-seq) analyses, we revealed several interaction mechanisms between these bacteria. These concern, in particular, iron acquisition, proteolysis, lipolysis, sulfur metabolism and D-galactonate catabolism. Our findings suggest that in the mutualistic relationship between some Brevibacterium strains and H. alvei, the latter stimulates Brevibacterium growth by the secretion of siderophores, which can be used by Brevibacterium to capture iron more efficiently. In return, Brevibacterium secretes lipases and proteases, which degrade cheese caseins and triglycerides into energetic substrates that stimulate H. alvei growth. This type of interaction is interesting to consider in the formulation of ripening cultures because it results in a better ability of all partners to colonize the cheese, and thus to generate the desired technological properties

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Hamza, Tasnim. "Communications optiques sous-marines : transmission longue-portée haut débit et analyse des performances." Thesis, Ecole centrale de Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECDM0002.

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Aujourd'hui, un large éventail d'activités d'exploration et d'exploitation du milieu sous-marin requière l'établissement de transmissions de données à haut débit. Dans ce contexte, les solutions de communications traditionnelles par câble ou par fibre optique impliquent des déploiements coûteux et une flexibilité très limitée. D'autre part, les communications acoustiques offrent des performances opérationnelles très faibles. Récemment, avec le développement de composants optoélectroniques compacts et peu coûteux, il est devenu possible de réaliser des modems optique pour les communications sans-fil, qui soient compacts et offrent des vitesses de transmission et une efficacité énergétique sans précédentes. Cependant, cette technologie souffre encore de plusieurs limitations, notamment quand il s'agit d'établir des liens de communication sur des distance relativement longues et à des débits de transmission élevés. Pour faire face à certaines de ces faiblesses, cette thèse considère l'utilisation de nouveaux composants optoélectroniques et des techniques de traitement du signal adaptées afin d'améliorer les performances des liaisons de communication optique sans fil sous-marine.En effet, après l'étude de l'effet du bruit solaire sur la performance de ces liaisons, nous étudions l'utilisation d'une nouvelle technologie de photo détection, basée sur les photomultiplicateurs en silicium (SiPM). Nous étudions les performances de ces composants dans différentes conditions de turbidité de l'eau. Par ailleurs, nous proposons des techniques de transmission efficaces basées principalement sur la modulation d'amplitude et l'égalisation dans le domaine fréquentiel. Cette dernière est employée afin de dépasser la limitation imposée sur les débits de transmission par les composants d'émissions et de réception, notamment les LEDs et les SiPMs, et ainsi permettre une transmettre les données à des débits plus élevés. L'efficacité des solutions proposées est ensuite validée par une étude expérimentale
Today we are witnessing a growing need to high-rate data transmission in underwater missions in a wide range of application areas. Within this context, traditional cable- or fiber-based communications imply costly deployments with very limited flexibility, and the conventional acoustic communications offer very low operational performance. Recently, with the development of small and low-cost optoelectronic components and devices, it has become feasible to realize small and compact wireless optical communication transceivers providing unprecedentedly high transmission rates and energy efficiency. However, there still remain several shortcomings of this technology, in particular to attain high data rates over relatively long communication ranges. In order to overcome some of these limitations, this PhD thesis considers the use of advanced optoelectronic components and signal processing techniques in order to improve the performance of underwater wireless optical communication (UWOC) links. In this view, after studying the effect of solar background noise on the performance of these links, we investigate the use of the recent promising Silicon photo-multipliers (SiPMs) in UWOC receivers and study the corresponding system performance in different conditions of water turbidity. We also propose efficient transmission solutions, mainly based on pulse amplitude modulation and frequency domain equalization in order to surpass the bandwidth limitation of the emitters and SiPMs to allow high rate data transmission. The benefits of the proposed solutions are further validated through experimental measurements

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Torre, Cyril. "Analyse haut-débit des complexes transcriptionnels de la β-caténine dans le foie murin". Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA11T004/document.

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La voie Wnt/β-caténine est impliquée dans la prolifération et le contrôle du destin cellulaire de nombreux tissus à la fois au cours du développement et pour le maintien de l’homéostasie chez l’adulte. L’équipe a montré qu’une activation aberrante de la β-caténine conduisait au développement de carcinomes hépatocellulaires (CHC), alors que son activation physiologique dans une souspopulation d'hépatocytes du foie adulte (les hépatocytes éricentraux) permet la mise en place et le maintien du zonage métabolique. Ce zonage hépatique peut être considéré comme une différenciation terminale des hépatocytes, et permet au foie d'être pleinement fonctionnel. L’objet de ma thèse a été d’identifier les déterminants moléculaires expliquant la diversité d’action de la β-caténine dans le foie. J'ai tiré profit de modèles génétiques développés au laboratoire d'activation ou d'inactivation inductibles de la voie β-caténine dans le foie. A partir d'hépatocytes isolés de ces modèles, j'ai recherché par ChIp-seq (immunoprécipitation de chromatine couplée à un séquençage haut-débit) les sites de fixation sur l’ADN de la β-caténine et de Tcf4, que j'ai identifié comme principal médiateur de l’activité nucléaire de la β-caténine dans le foie. Ces données, couplées à des études d’accessibilité de la chromatine et de transcriptome ont permis d’identifier la structure de la chromatine et Hnf4a comme déterminants majeurs permettant à la beta-caténine de contrôlerpositivement et négativement des programmes génétiques spécifiquement hépatiques, qui luipermettent d'assurer le zonage métabolique du foie. En effet, Hnf4a a un rôle antagoniste de la β-caténine, contrôlant positivement la transcription des gènes réprimés par la β-caténine. Ce contrôles'exerce grâce à un dialogue d'Hnf4a avec Tcf4 et la β-caténine, qui s'opère majoritairement via des interactions entre ces protéines. Nous proposons ainsi que la β-caténine coopère avec le facteur de transcription Hnf4a, connu pour contrôler les gènes du métabolisme hépatocytaire, pour assurer la différenciation terminale hépatique. J'ai également recherché les partenaires protéiques nucléaires de la β-caténine par coimmunoprécipiatation couplée à de la spectrométrie de masse. Plusieurs protéines jouant un rôle dans l'épissage des ARN ont pu être identifiées de cette manière. La quantification exon par exon des transcrits séquencés par RNA-Seq m'ont également permis d'identifier une possible régulation directede l’épissage des gènes SLC39A14 et NDRG2 par la β-caténine. Enfin, nous nous sommes attachés à comprendre comment la β-caténine jouait un rôle prolifératif suite à son activation aberrante dans le foie d'une part (par l'utilisation d'un modèle transgénique prénéoplasique) et lors de la régénération hépatique d'autre part. Nous avons pu démontré que ce rôle prolifératif était complexe, seulement partiellement autocrine, mettant en jeu la Cycline D1 et le facteur de croissance Tgfa, que nous avons définis comme étant des cibles directes de la β-caténine dans le foie. Ces derniers résultats évoquent également un dialogue fonctionnel entre la voie β-caténine et la cascade de signalisation Tgfa-Egf/Egfr/Erk pour assurer la prolifération hépatocytaire
The Wnt/β-catenin pathway is involved in proliferation and cell fate control and regulatesdevelopmental stages as well as adult tissue homeostasis. Our team has previously shown that aberrantB-catenin signaling induced Hepatocellular Carcinoma (HCC) development, whereas physiologicalactivation in a subpopulation of adult liver hepatocytes (pericentral hepatocytes) patterns liverzonation. This hepatic zonation can be considered as hepatocytes terminal differenciation.My thesis aimed to identify key molecular determinants allowing diversity upon β-catenin activation.I took advantage of genetically engineered mice models of activation or inactivation of β-catenin,developped in the laboratory. Using hepatocytes obtained from these models I identified β-catenin andTcf4, that I previously identifed as the main effector of nuclear β-catenin in liver, binding sites byChIp-seq (Chromatin Immunoprecipitation followed by high-throughput sequencing). Couplingbinding site localization to transcriptomic and chromatin accessibility studies allowed to identifychromatin structure and tissue specific transcription factor HNF4A as key modulators of β-cateninsignaling in the liver and therefore modulators of metabolic zonation. Indeed, β-catenin negativelyregulates Hnf4a target genes. This negative control exerts essentially via protein interactions. Wepropose that β-catenin and Hnf4a cooperates to ensure terminal hepatic differenciation.I also searched for nuclear β-catenin partners by co-immunoprecipitation followed by massspectrometry. This approach revealed many splicing factors as beta-catenin partners. RNA seqanalysis revealed a possible direct regulation of splicing of SL39A14 and NDRG2 genes.Finally we tried to understand the proliferative role of β-catenin during liver regeneration. Wedemonstrated a complex and partially autocrine role of B-catenin. We defined CyclinD1 and thegrowth factor Tgfa as β-catenin direct targets in the liver. These latest results also imply a functionnaldialog between the β-catenin pathway and Tgfa-Egf/Egfr/Erk signalisation cascade to allowhepatocytes proliferation

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Edimo, Paul. "Analyse de frontière stochastique pour l'optimisation des plans en curiethérapie haut débit de dose." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/30683.

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La curiethérapie est une modalité particulière de traitement en radiothérapie qui se différencie de la radiothérapie externe par l’implantation des sources radioactives scellées à l’intérieur ou au voisinage immédiat du volume tumoral, de façon permanente ou temporaire. Cette modalité de traitement a bénéficié des avancées technologiques telles que l’utilisation des projecteurs de sources et le développement de nouveaux algorithmes d’optimisation de dose qui ont contribué à l’amélioration de la qualité des plans de traitement. Cependant, le processus de planification de traitement en curiethérapie, indépendamment de l’algorithme d’optimisation implanté dans le système de planification de traitement (TPS), requiert toujours une forte interaction entre le planificateur et le TPS. Cette forte interaction, non seulement, augmente la durée de la planification, mais conduit aussi souvent à des plans finaux dont la qualité est tributaire du jugement et de l’expérience du planificateur. Le présent projet a consisté à développer des modèles pour l’optimisation de la qualité des plans en curiethérapie de la prostate haut débit de dose, optimisation basée sur les paramètres géométriques spécifiques à chaque patient, grâce au formalisme de l’analyse de frontière stochastique, une méthode empruntée de l’économie. Les paramètres géométriques qui ont permis de caractériser chaque plan sont : le volume des différentes structures [volume cible anatomoclinique, organes à risque (OAR)], leurs proximités mutuelles par le biais de la distance de Hausdorff, et la divergence des cathéters dans la prostate. Les modèles ainsi développés constituent un outil d’aide à la planification en prédisant à l’avance (au début du processus de planification) le meilleur compromis qu’il est possible d’atteindre entre la couverture du volume tumorale et la limitation de la dose aux OARs alentour. Les modèles ont été développés pour les indices dosimétriques d’intérêt analysés en clinique pour la validation des plans pour chacune des structures telles que : la prostate, la vessie, le rectum et l’urètre. Les résultats obtenus sur la base d’un échantillon de 495 patients montrent que ces modèles peuvent aider le planificateur à personnaliser le processus d’optimisation sur la base du profil de paramètres géométriques de ce dernier, minimisant ainsi l’impact du jugement et l’expérience du planificateur sur la qualité du plan final. Leur utilisation peut être étendue comme un outil robuste pour la sélection de meilleurs plans pour les études de type “knowledge-based study”. Le projet doit cependant se poursuivre par l’exploration d’autres paramètres géométriques et par la validation clinique des différents modèles avant leur implémentation en routine clinique.
Brachytherapy is a special modality of radiotherapy for cancerous tissues treatment. Unlike external radiotherapy, this form of radiation therapy modality uses sealed radiation sources positioned permanently or temporarily within (or close to) the treatment volume. Brachytherapy treatment modality has benefited from technological advances such as the use of remote afterloading units and the development of new dose optimization algorithms that led to the improvement of treatment plans quality. However, the treatment planning process, regardless of the optimization algorithm used for dose calculation in the treatment planning system (TPS), still requires a strong interaction between the planner and the TPS. This strong interaction not only increases the planning time, but also often leads to final plans whose quality depends on the planner’s judgment, as well as planner’s experience. The goal of the current project was to develop models for the optimization of the quality of high dose rate prostate brachytherapy plans, based on patient’s specific geometric parameters, using stochastic frontier analysis, a method of economic modeling. Geometric parameters involved in the modeling process are the volume of structures of interest such as the clinical target volume (CTV) and organs at risk (OARs); the Hausdorff distance between CTV and OARs, and a third parameter measuring the degree of non-parallelism of catheters within the prostate. The built models are expected to be helpful in the treatment planning process by predicting dosimetric parameters values attainable at the starting point of the treatment planning. They will provide valuable indications in advance, on the level of dose reduction to OARs, as well as, the target volume coverage achievable. Models were built for dosimetric parameters of interest analyzed in the clinic for clinical validation of plans for each structure (prostate, bladder, rectum and urethra). The modelling results based on a dataset of 495 plans show that the developed models can be helpful to assist planner in the optimization process based on the geometric parameters profile of each plan, thus minimizing the impact of the judgment and the planner’s experience on the final quality plan. Furthermore, their use can be extended as an accurate means for selecting optimized plans for a knowledge-based study. However, further research is required in order to investigate others geometric parameters, as well as, for the clinical benchmarking the performance of the developed models before their implementation in a clinical setting.

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Le, Pipec Mathieu. "Analyse d'une filière d'interconnexion adaptée aux systèmes de transmissions à haut débit par fibres optiques." Nantes, 2007. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=9bf42af7-1aed-4b46-a757-407ce4b059ad.

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L’augmentation des débits dans les systèmes de télécommunications par fibre optique a pour principale conséquence une intégration toujours plus forte des différents composants constituant les dispositifs d’émission et de réception. En partant de ce constat, le travail développé dans ce mémoire a pour objectif d’aider le concepteur à faire les choix appropriés quant aux technologies d’interconnexion puis de proposer quelques règles à respecter lors de l’intégration de ces technologies. Dès lors, les deux premiers chapitres sont l’occasion de détailler les architectures couramment déployées pour les transmissions longues distances sur fibre optique. Les principaux composants intégrés dans les dispositifs d’émission et de réception sont également présentés ainsi que leurs paramètres caractéristiques. La suite du travail porte sur le choix d’une technologie d’interconnexion appropriée aux contraintes d’intégration et de performances. Une étude théorique, appuyée par la caractérisation des structures de propagation, permet de valider ce choix qui se porte sur la ligne coplanaire à plan de masse inférieur. Enfin, la dernière partie aborde la notion d’intégration d’une structure classique telle qu’un driver de modulateur dans un boîtier et son influence sur les performances d’un point de vue système (en terme d’évolution des paramètres du diagramme de l’œil et de l’estimation du taux d’erreur binaire). L’analyse des résultats de simulation électromagnétiques des structures nous conduit à proposer des schémas électriques équivalents des transitions étudiées pouvant être intégrés dans les simulateurs circuits
The main consequence of rising data rates in high density optical fibre telecommunications systems is the need for ever increasing component integration in both receiver and transmitter front ends. This observation has governed the work of this thesis which is devoted to helping the designer to make the right choice in the key area of interconnection technologies and to propose design rules for implementing these technologies. The first two chapters of this thesis describe the architectures of commonly deployed high data rate optical fibre systems. The principal components used in these systems are also presented as are their main characteristics. The second part concerns the selection of the right interconnection technology taking into consideration the system performances required and the constraints imposed by the necessities of component integration. A theoretical electromagnetic study of appropriate propagating structures is backed up by measurement of these structures and confirms the interest of conductor backed coplanar waveguide structures for this application. The final part of this work introduces the notion of integration with regard to a classical component such as a packaged Mach-Zehnder modulation driver and the resulting influence on the overall optical fibre system performance as measured by eye diagram and Bit Error Ratio. The analysis of the results of the electromagnetic simulation of the proposed structures allows us to propose equivalent circuit models of the transitions developed, which can be readily integrated into circuit simulators

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Hurel, Julie. "Détection d'organismes génétiquement modifiés (OGM) inconnus par analyse statistique de données de séquençage haut débit." Thesis, Rennes 1, 2020. http://www.theses.fr/2020REN1B027.

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L’Union Européenne a adopté une politique très restrictive vis-à-vis de la diffusion et de l’utilisation des organismes génétiquement modifiés (OGM), dont l'utilisation dans l'alimentation est mal acceptée par les consommateurs. Bien qu'un seuil maximal existe pour qu'un aliment soit étiqueté « sans OGM », ne sont aisément détectables que les OGM connus. Un OGM est constitué principalement d’un génome hôte et d’une séquence insérée par un procédé non naturel conférent une propriété particulière à l’organisme comme la résistance à certaines maladies. Depuis quelques années, des OGM dont la séquence insérée n’est pas connue ont été produits, non détectables par des approches utilisées jusqu'à présent (de type PCR). D'où la nécessité de créer un outil de détection d'OGM inconnus, objet de cette thèse, s'appuyant sur les avancées récentes en terme de séquençage haut débit. Statistiquement, chaque organisme a une fréquence d’utilisation des nucléotides dans son génome qui lui est propre. Toute introduction de matériel génétique étranger va modifier localement les fréquences d’utilisation des nucléotides dans cette région, entraînant ainsi des fréquences d’utilisation des nucléotides différentes de celles de l’organisme hôte. En se basant sur cette affirmation, un outil de détection d'OGM inconnu a été mis au point à partir de données de séquençages bactériens dès lors que cet OGM résulte de l'insertion d'un gène étranger, de la troncation ou de la fusion d'un gène pouvant appartenir au génome hôte. L’outil a été testé sur 4 génomes bactériens OGM, 7 génomes bactériens sauvages et sur 42 génomes synthétiques. Les résultats démontrent l’efficacité de la méthode développée ne présentant qu'un gène faux positif et en identifiant plus de 99% des gènes d'inserts OGM
The European Union has adopted a very restrictive policy towards the dissemination and use of genetically modified organisms (GMOs), whose use in food is not well accepted by consumers. Although a maximum threshold exists for a food to be labelled "GM-free", only known GMOs are easily detectable. A GMO consists mainly of a host genome and a sequence inserted by a non-natural process that confers a particular property on the organism, such as resistance to certain diseases. In recent years, GMOs with an inserted sequence that is not known have been produced that are not detectable by approaches used until now (PCR-type). Hence the need to propose a tool for the detection of unknown GMOs, the subject of this thesis, based on recent advances in terms of high-throughput sequencing. Statistically, each organism has a specific frequency of nucleotide use in its genome. Any introduction of foreign genetic material will locally alter the nucleotide use frequencies in that region, resulting in different nucleotide use frequencies compared to those of the host organism. Based on this assertion, an unknown GMO detection tool has been developed from bacterial sequencing data when the GMO results from the insertion of a foreign gene, the truncation or fusion of a gene that may belong to the host genome. The tool has been tested on 4 GMO bacterial genomes, 7 wild bacterial genomes and 42 synthetic bacterial genomes. The results demonstrate the effectiveness of the method developed by presenting only one false positive gene and identifying more than 99% of the genes of GMO inserts

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Da, Silva Ophélie. "Structure de l'écosystème planctonique : apport des données à haut débit de séquençage et d'imagerie." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS183.

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Les organismes planctoniques, acteurs clés des écosystèmes, soutiennent les réseaux trophiques et ont un rôle majeur dans les cycles biogéochimiques et la régulation du climat. Tandis que la répartition spatio-temporelle de la diversité planctonique peut être étudiée à plusieurs niveaux, du gène jusqu’à l’écosystème, comprendre les mécanismes qui sous-tendent cette organisation est un défi. En effet, la structure de la diversité résulte de différents processus évolutifs et écologiques qui peuvent agir simultanément sur le vivant. Depuis le début du XXIème siècle, le milieu océanique fait l'objet d’une surveillance croissante. De nombreuses plateformes d’observation ont été déployées permettant l’acquisition de très nombreuses données couvrant de multiples caractéristiques environnementales. En parallèle, les technologies d’étude du vivant se sont développées, conduisant à un échantillonnage sans précédent des organismes planctoniques. En particulier, les données à haut débit de séquençage et d’imagerie permettent de fournir des informations moléculaires, taxonomiques et fonctionnelles à l’échelle des communautés. L’objectif de cette thèse était d’explorer la structure des écosystèmes planctoniques à l’aide des données à haut débit de séquençage et d’imagerie. Le couplage avec les données environnementales pourrait contribuer à une meilleure compréhension de la répartition spatiale de la diversité planctonique, des espèces jusqu’au communautés. Dans une première partie, la diversité génétique de protistes a été étudiée à l’échelle de l’espèce. L’hypothèse était que les données métagénomiques pourraient permettre d’accéder à l’organisation de cette diversité mal caractérisée pour les protistes, ainsi qu’aux mécanismes qui la sous-tendent. Dans une deuxième partie, le lien entre diversité génétique et diversité fonctionnelle a été exploré. La transparence a été ciblée. Ce trait fonctionnel est peu exploré à l’échelle des communautés et les bases moléculaires sont mal identifiées. Une approche permettant de faire émerger ce trait des données d’imagerie a été utilisée, ayant conduit à l’exploration de sa biogéographie et ses bases moléculaires. Dans la dernière partie, le haut potentiel de complémentarité entre jeux de données de séquençage, d’imagerie et environnementaux a été exploré, afin de mettre en lumière la structure multi-échelle de l’écosystème planctonique et d’identifier sa structure globale. Enfin, l’ensemble des résultats a été discuté pour mettre en évidence les apports que peuvent fournir ces données à la compréhension des écosystèmes planctoniques, ainsi que les limites auxquelles elles peuvent faire face
Planktonic organisms are key actors in oceanic ecosystems, which support trophic networks and play a major role in biogeochemical cycles and climate regulation. While the spatio-temporal distribution of planktonic diversity can be investigated at several levels, from the gene to the ecosystem, identifying the underlying mechanisms is challenging. Indeed, the structure of diversity results from different evolutionary and ecological processes that can act simultaneously. Since the beginning of the 21st century, the oceanic environment has been increasingly monitored. Numerous observation platforms have been deployed, leading to the acquisition of a large amount of data for multiple environmental characteristics. At the same time, technologies for studying living organisms have been developed. Thus, an unprecedented sampling of planktonic organisms has taken place. In particular, high-throughput sequencing and imaging data provide molecular, taxonomic and functional information at several biological levels. The objective of this thesis was to explore the structure of planktonic ecosystems using high-throughput sequencing and imaging data. Coupling with environmental data could contribute to a better understanding of the spatial distribution of planktonic diversity, from species to communities. In the first part, the genetic diversity of protists was studied at the species level. The hypothesis was that metagenomics could provide access to the poorly characterized spatial organization of the intraspecific protist genetic diversity, as well as to the mechanisms underlying it. In a second part, the link between genetic diversity and functional diversity was explored. Transparency was targeted. This functional trait is little explored at the community level and its molecular basis is poorly identified. A data-driven approach allowed this trait to emerge from imaging data, leading to the exploration of its biogeography and molecular basis. In the last part, the high potential of complementarity between sequencing, imaging and environmental datasets was explored, in order to highlight the multi-scale structure of the planktonic ecosystem and to identify its global structure. Finally, all the results were discussed to highlight the contributions that these data can provide to the understanding of planktonic ecosystems, as well as the limitations they can face

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Karaouzene, Thomas. "Bioinformatique et infertilité : analyse des données de séquençage haut-débit et caractérisation moléculaire du gène DPY19L2." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAS041/document.

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Ces dix dernières années, l’investigation des maladies génétiques a été bouleversée par l’émergence des techniques de séquençage haut-débit. Celles-ci permettent désormais de ne plus séquencer les gènes un par un, mais d’avoir accès à l’intégralité de la séquence génomique ou transcriptomique d’un individu. La difficulté devient alors d’identifier les variants causaux parmi une multitude d’artefacts techniques et de variants bénins, pour ensuite comprendre la physiopathologie des gènes identifiés.L’application du séquençage haut débit est particulièrement prometteuse dans le champ de la génétique de l’infertilité masculine car il s’agit d’une pathologie dont l’étiologie est souvent génétique, qui est génétiquement très hétérogène et pour laquelle peu de gènes ont été identifiés. Mon travail de thèse est donc centré sur la l’infertilité et comporte deux parties majeures : l’analyse des données issues du séquençage haut débit d’homme infertiles et de modèles animaux et la caractérisation moléculaire d’un phénotype spécifique d’infertilité, laglobozoospermie.Le nombre de variants identifiés dans le cadre d’un séquençage exomique pouvant s’élever à plusieurs dizaines de milliers, l’utilisation d’un outil informatique performant est indispensable. Pour arriver à une liste de variants suffisamment restreinte pour pouvoir être interprétée, plusieurs traitements sont nécessaires. Ainsi, j’ai développé un pipeline d’analyse de données issues de séquençage haut-débit effectuant de manière successive l’intégralité des étapes de l’analyse bio-informatique, c’est-à-dire l’alignement des reads sur un génome de référence, l’appel des génotypes, l’annotation des variants obtenus ainsi que le filtrage de ceux considérés comme non pertinents dans le contexte de l’analyse. L’ensemble de ces étapes étant interdépendantes,les réaliser au sein du même pipeline permet de mieux les calibrer pour ainsi réduire le nombre d’erreurs générées. Ce pipeline a été utilisé dans cinq études au sein du laboratoire, et a permis l’identification de variants impactant des gènes candidats prometteurs pouvant expliquer le phénotype d’infertilité des patients.L’ensemble des variants retenus ont ensuite pu être validés expérimentalement.J’ai également pris part aux investigations génétiques et moléculaires permettant la caractérisation du gène DPY19L2, identifié au laboratoire et dont la délétion homozygote entraine une globozoospermie, caractériséepar la présence dans l’éjaculât de spermatozoïdes à tête ronde dépourvus d’acrosome. Pour cela, j’ai contribué à caractériser les mécanismes responsables de cette délétion récurrente, puis, en utilisant le modèle murin Dpy19l2 knock out (KO) mimant le phénotype humain, j’ai réalisé une étude comparative des transcriptomes testiculaires de souris sauvages et de souris KO Dpy19l2-/-. Cette étude a ainsi permis de mettre en évidence la dérégulation de 76 gènes chez la souris KO. Parmi ceux-ci, 23 sont impliqués dans la liaison d’acides nucléiques et de protéines, pouvant ainsi expliquer les défauts d’ancrage de l’acrosome au noyau chez les spermatozoïdes globozoocéphales.Mon travail a donc permis de mieux comprendre la globozoospermie et de développer un pipeline d’analyse bioinformatique qui a déjà permis l’identification de plus de 15 gènes de la gamétogenèse humaine impliqués dans différents phénotypes d’infertilité
In the last decade, the investigations of genetic diseases have been revolutionized by the rise of high throughput sequencing (HTS). Thanks to these new techniques it is now possible to analyze the totality of the coding sequences of an individual (exome sequencing) or even the sequences of his entire genome or transcriptome.The understanding of a pathology and of the genes associated with it now depends on our ability to identify causal variants within a plethora of technical artifact and benign variants.HTS is expected to be particularly useful in the field infertility as this pathology is expected to be highly genetically heterogeneous and only a few genes have so far been associated with it. My thesis focuses on male infertility and is divided into two main parts: HTS data analysis of infertile men and the molecular characterization of a specific phenotype, globozoospermia.Several thousands of distinct variants can be identified in a single exome, thereby using effective informatics is essential in order to obtain a short and actionable list of variants. It is for this purpose that I developed a HTS data analysis pipeline performing successively all bioinformatics analysis steps: 1) reads mapping along a reference genome, 2) genotype calling, 3) variant annotation and 4) the filtering of the variants considered as non-relevant for the analysis. Performing all these independent steps within a single pipeline is a good way to calibrate them and therefore to reduce the number of erroneous calls. This pipeline has been used in five studies and allowed the identification of variants impacting candidate genes that may explain the patients’ infertility phenotype. All these variants have been experimentally validated using Sanger sequencing.I also took part in the genetic and molecular investigations which permitted to demonstrate that the absence of the DPY192 gene induces male infertility due to globozoospermia, the presence in the ejaculate of only round-headed and acrosomeless spermatozoa. Most patients with globozoospermia have a homozygous deletion of the whole gene. I contributed to the characterization of the mechanisms responsible for this recurrent deletion, then, using Dpy19l2 knockout (KO) mice, I realized the comparative study of testicular transcriptome of wild type and Dpy19l2 -/- KO mice. This study highlighted a dysregulation of 76 genes in KO mice. Among them, 23 are involved in nucleic acid and protein binding, which may explain acrosome anchoring defaults observed in the sperm of globozoospermic patients.My work allowed a better understanding of globozoospermia and the development of a HTS data analysis pipeline. The latter allowed the identification of more than 15 human gametogenesis genes involved in different infertility phenotypes

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Omnès, Nathalie. "Analyse d'outils de contrôle de la qualité de service dans les réseaux de paquets haut débit." Rennes 1, 2001. http://www.theses.fr/2001REN10134.

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Dans un réseau de télécommunication, les flux correspondant aux applications ayant des contraintes temporelles sont appelés flux rigides. Il faut leur garantir un faible délai de traversée, et parfois les resynchroniser avant de les remettre à l'application. Nous étudions dans la partie B les pertes de paquets induites par cette resynchronisation. Nous y déterminons une borne pour la proportion moyenne de perte. Un contrôleur espaceur permet d'estimer les besoins d'un tel flux. Nous étudions son dimensionnement dans la partie C. Nous établissons une borne pour la probabilité de perte au niveau cellule. Enfin, les flux élastiques peuvent s'adapter aux ressources instantanément disponibles. Nous définissons dans la partie D un protocole distribué qui gère dynamiquement l'allocation du débit à un tel flux. Nous développons un modèle de ce protocole grâce aux réseaux de Petri stochastiques. L'analyse stationnaire est menée via l'étude d'un processus régénératif de Markov.

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Labbé, Cyril. "Analyse de performances pour les réseaux à haut débit : modélisation et émulation sur une architecture reconfigurable." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0071.

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L'objectif de la thèse est de valider une nouvelle méthode d'analyse de performances pour les réseaux à haut débit. Cette méthode consiste à modéliser le fonctionnement des protocoles d'un réseau à l'aide de «ressources matérielles» : portes logiques, mémoires, registres. On décrit ainsi un circuit qui modélise le comportement du réseau. A ce circuit sont adjoints des modules dits «d'instrumentation» qui récoltent des informations sur le comportement du système étudié. Le circuit est ensuite émulé sur une machine à architecture reconfigurable (Sim-express de Metasystems) pour effectuer des mesures de performances. Nous avons montré qu'un certain nombre de techniques utilisées pour les réseaux peuvent être testées et étudiées de manière efficace en appliquant une telle démarche. En particulier cette méthode a permis la mise en évidence de phénomènes difficilement observables à l'aide de techniques classiques. La mise en évidence d'événements rares a été possible, notamment pour l'estimation de taux de pertes réalistes dans les réseaux ATM. En effet, l'utilisation d'une architecture reconfigurable profite pleinement du parallélisme intrinsèque du matériel. De plus, en couplant la machine à architecture reconfigurable à un simulateur logiciel de régulation de trafic de manière à réaliser un accélérateur de simulation, l'étude des intéractions entre les différents niveaux d'échelle (connexions, cellules) a pu être effectuée. Le travail réalisé pendant la thèse a conduit à l'élaboration d'une bibliothèque de composants écrits en VHDL. Ils sont génériques et peuvent être réutilisées pour d'autres applications. Cette bibliothèque comprend notamment : des générateurs de trafic (générateurs pseudo-aléatoires), des automates, des files d'attente, des politiques de service équitable (Fair Queuing), des réseaux de files d'attentes… Pour chaque composant, selon l'optimisation que l'on souhaite réaliser (temps ou ressources), différentes architectures sont possibles

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Muller, Jean. "Analyse du cytosquelette par des approches bioinformatiques à haut débit de génomique comparative et de transcriptomique." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/MULLER_Jean_2006.pdf.

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Le travail présenté dans cette thèse concerne l’étude du cytosquelette par des techniques de bioinformatique et de biologie à haut débit. Il décrit également le développement de plusieurs outils, à même de traiter un système aussi complexe que le cytosquelette. La première partie concerne la génomique comparative et plus particulièrement la méthode des profils phylogénétiques. Un outil, ComIcs, a été implémenté et le calcul en automatique des profils phylogénétiques de l’ensemble des gènes du cytosquelette dans 41 organismes eucaryotes a été effectué. Leur analyse a révélé des problèmes majeurs liés aux familles de protéines très conservées au cours de l’évolution et à la couverture imparfaite des protéomes de certains organismes. Certains de ses problèmes ont été adressés par l’étude de la famille des actines et des Actin-Related Proteins, dont la caractérisation profonde a permis le développement d’ARPAnno, un serveur d’annotation et d’identification des séquences proches de l’actine. Dans le cadre d’une collaboration avec le laboratoire de Diagnostique Médical, l’application de cette approche a permis d’identifier, BBS10 et BBS12, deux nouveaux gènes majeurs responsables du syndrome de Bardet Biedl. La seconde partie aborde la transcriptomique et décrit le développement d’Actichip, une puce à oligonucléotide dédiée aux gènes du cytosquelette. Cet outil d’analyse intégrée du cytosquelette a nécessité le développement de CADO4MI, un logiciel de sélection de sondes spécifiques. La stratégie de validation des sondes spécifiques ainsi qu’une première application d’Actichip sont présentées dans cette partie
The work of my PhD focuses on applications of bioinformatics methodologies and high throughput analysis techniques to study the cytoskeleton. My work also highlights several novel bioinformatics developments allowing the study of highly complex biological systems like the cytoskeleton. In the first part, comparative genomics and particularly phylogenetic profiling methods are discussed. ComIcs, a new tool, was developed to automatically establish the phylogenetic profiles for the complete set of cytoskeleton genes in 41 eukaryotic organisms. Results revealed several major limitations of the method linked either to highly similar protein families or the lack of complete proteomes for some organisms. Some of these issues were addressed by an in depth analysis of actin and the Actin-Related Proteins family. This led to the implementation of ARPAnno, a web server dedicated to the identification of protein sequences similar to actin. In the second part, I described the development of a new dedicated microarray, named Actichip, to monitor the expression profiles of cytoskeleton genes. The development of this dedicated tool required the implementation of CADO4MI, a new program for the design of specific oligonucleotide probes for microarrays. The strategy and a first application of Actichip are presented in this part

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Dégardin, Virginie. "Analyse de la faisabilité d'une transmission de données haut débit sur le réseau électrique basse tension." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2002/50376-2002-269-270.pdf.

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La technique PLT (Power Line Telecommunication) consiste à utiliser l'installation électrique pour transmettre des données haut débit, supérieur à 1 Mb/s. Cependant le réseau électrique s'avère être un support critique pour assurer une transmission de qualité, ceci étant dû à un canal sélectif en fréquence et non stationnaire et à la présence de bruits bande étroite et impulsifs. Un modèle stochastique déduit des mesures de fonction de transfert et de bruit est proposé puis intégré dans un simulateur de canal. Pour lutter contre le bruit bande étroite, des méthodes d'allocation binaire pour des liaisons multi-porteuses sont comparées, puis pour s'affranchir de la sélectivité et de la non stationnarité du canal, une méthode d'estimation du canal proposée. Enfin des techniques de codage sont optimisées pour lutter contre le bruit impulsif.

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Molnar, Jean-Marc. "Infrastructures de réseaux haut débit et mobile de nouvelle génération, développement économique local, inégalités territoriales." Paris, CNAM, 2003. http://www.theses.fr/2003CNAM0462.

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Le développement des réseaux haut débit et mobile est étudié pour les deux dernières décennies du XXe siècle et la France métropolitaine. La partie méthodologique expose et compare différents concepts de l’approche historico-technique et du développement économique local. Trois niveaux d’infrastructure servent de socle d’observation des effets structurants des réseaux de télécommunication sur le territoire : niveau physique, des usages et juridique. L’analyse montre que si une diagonale traditionnelle a longtemps séparé une France riche et industrielle durant les Trente Glorieuses, une telle division territoriale peut être distinguée en terme d’équipement et de couverture de réseau après 1980. Une analyse plus approfondie des données spatiales régionales, à l’aide d’une analyse en composante principale, et une série d’indicateurs sectoriels et économiques met en évidence une structure d’opposition entre plusieurs groupes de régions, en particulier une opposition entre des régions du sud et du nord
The development of broadband and mobile telephone is studied for the last two decades of the XXth century in the French metropolitan area. Three infrastructures levels are used as observatory levels to discern structuring effects of telecommunication networks on territorial activities : physical level, consumption level and legal administrative level. The analysis shows that, if a division between well and poor-industrialized French regions has traditionally been perceived in the three decades following World War II, such a regional partition can also be distinguished for high performance and mobile networks after 1980. A spatial analysis and a set of economic and sectoral indicators reveal several oppositions, particularly a north-south territorial division

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Pampouille, Eva. "Analyse haut-débit du déterminisme de défauts musculaires impactant la qualité de la viande chez le poulet." Thesis, Tours, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUR4010.

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L’objectif de la thèse est de préciser les mécanismes génétiques et biologiques mis en jeu dans l’apparition des défauts musculaires de type white striping (WS) et wooden breast (WB) chez le poulet de chair. La deuxième année a consisté à réaliser une caractérisation moléculaire fine des défauts au sein d’un génotype sélectionné par Hubbard sur la croissance et le rendement en filet, et significativement affecté par les deux types de défauts. Pour ce faire, une analyse protéomique de muscles visuellement sains, sévèrement atteints de WS, de WB ou des deux défauts a été mise en œuvre pour les protéines sarcoplasmiques principalement impliquées dans le métabolisme énergétique. 40 protéines différentielles ont été identifiées entre les muscles sains et ceux atteins des deux défauts, mettant en évidence deux voies métaboliques principales liées au stress oxydant et au repliement protéique. Afin de progresser dans la compréhension des modifications structurales et des acteurs moléculaires impliqués dans ces physiopathologies musculaires, nous avons mis en œuvre des études histologiques et une analyse transcriptomique sur des muscles issus d’animaux à Croissance Lente (CL) et des muscles issus d’animaux à Croissance Rapide et visuellement Indemnes de défauts (I-CR), ou atteints de WS (WS-CR), de WB (WB-CR) ou des deux défauts à la fois (WSWB-CR). Grâce à différents co-marquages, nous avons pu mettre en évidence une augmentation marquée du collagène en présence du WB et du tissu adipeux en présence de WS. De nombreuses lésions sont observées en cas de WB (associé ou non au WS). La mise en place d’un début de fibrose et l’existence de lésions chez les animaux à croissance rapide visuellement indemnes de défauts (I-CR) par rapport à la souche à croissance lente (CL) illustrent les modifications histologiques associées à la sélection pour une plus forte croissance musculaire et qui s’amplifient en présence des défauts. Au niveau moléculaire, une première approche deux à deux a permis d’identifier les sondes différentiellement exprimées entre les groupes CL, I-CR et WSWB-CR. Les 10482 gènes différentiellement exprimés dans au moins une des trois comparaisons et ayant les mêmes profils d’expression entre les groupes ont été regroupés en clusters. L’analyse fonctionnelle de ces clusters, grâce à une annotation de Gene Ontology (GO), montre une activation du métabolisme du collagène ainsi qu’un développement de structures de type embryonnaire dans les muscles atteints de WS et WB. Ces observations moléculaires sont cohérentes avec les observations histologiques montrant une extension du tissu conjonctif et des phénomènes de régénération des fibres musculaires dans les muscles atteints de défauts. Les biomarqueurs géniques identifiés lors de la première année de thèse ont également été mesurés par RT-PCR quantitative afin d’évaluer leur intérêt dans de nouvelles populations génétiques et valider l’analyse transcriptomique. Les objectifs de la dernière année de thèse sont de : - Finaliser la caractérisation histologique des défauts et l’analyse transcriptomique avant de rédiger la publication associée. - Mettre en œuvre les méthodologies de détection de QTL acquises lors de la première année de thèse pour préciser les marqueurs génétiques du WS et WB et optimiser la sélection contre ces défauts au sein d’une souche d’intérêt pour l’entreprise. Rédiger le manuscrit de thèse. Les objectifs de la deuxième année ayant été atteints (ponctués par la publication d’un premier article et la rédaction en cours d’un second), et la programmation de la dernière année étant bien définie, sauf souci majeur, la thèse sera soutenue dans les délais impartis
Poultry industry is facing muscular defects which that impair chicken meat quality. Genetic and genomic studies were carried out in addition to histological measuremnets to better understand the etiology of these defects and to contribute to the development of new indicators useful for diagnosis and selection. Studies focused on two complementary genetic models : 1) two divergent chicken lines selectied on breast meat ultimate pH and 2) a line with strong muscular development more severely affected by the defects, qwhich was studied in comparison with a slow-growing strain free from lesions. The thesis helped to describe the metabolic and structural changes observed in case of severe myopathies. It also led to the identification of the first QTL regions controlling muscular defects in chicken and to the establishment of a set of genes correlated with histological measurements of myopathies that will serve after validation as tool for selection and breeding

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Guignard, Léo. "Analyse quantitative de la morphogenèse animale : de l'imagerie laser haut-débit à l'embryon virtuel chez les ascidies." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS048/document.

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Les embryons d'ascidies se développent avec un lignage cellulaire stéréotypé et évolutionairement conservé pour produire en quelques heures ou jours un têtard comportant un petit nombre de cellules. De ce fait, ils fournissent un cadre intéressant pour décrire avec une résolution cellulaire le programme de développement d’un organisme complet. Pendant mon doctorat, j’ai développé une approche quantitative pour décrire l’évolution morphologique embryonnaire pendant le développement de Phallusia mammillata. J’ai ensuite utilisé cette approche pour systématiquement caractériser en détail les logiques des événements de spécifications de destin cellulaire.Pour caractériser quantitativement les comportements cellulaires pendant l’embryogenèse, nous avons utilisé de la microscopie à feuille de lumière multi-angles pour imager des embryons entiers à haute résolution spatio-temporelle. Les membranes plasmiques étaient marquées pour permettre l’identification des cellules. Pour extraire les informations biologiques de ce jeu de donnés, j’ai développé une nouvelle méthode pour segmenter les cellules en 4D, ASTEC. Une fois appliquée aux embryons de Phallusia mammillata imagés pendant 6 heures entre le stade 64 cellules et le début des stades bourgeon caudal, cette méthode a permis de récupérer la forme et de suivre 1030 cellules pendant 640 divisions. L’embryon digital 4D résultant peut être formalisé par un graphe dynamique, dans lequel les cellules sont représentées par des sommets reliés par des arrêtes représentant au sein d’un point de temps leur voisinage spatial, et entre différents points de temps leur lignage cellulaire.Basé sur cette représentation digitale et quantitative, nous avons systématiquement identifié les événements de spécification cellulaire jusqu’au dernier stade de la gastrulation. Des simulations informatiques ont révélé que des règles remarquablement simples intégrant les aires de contacts cellulaires et les expressions spatio-temporelles booléennes de signaux moléculaires extracellulaires sont suffisantes pour expliquer les inductions cellulaires au cours du développement précoce. Ce travail suggère que pour les embryons établissant des contacts stéréotypés et précis entre cellules voisines, les contraintes génomiques sont relâchées, ce qui permet une évolution plus rapide du génome
Ascidian embryos develop with stereotyped and evolutionarily conserved invariant cell lineages to produce in a few hours or days tadpole larvae with a small number of cells. They thus provide an attractive framework to describe with cellular resolution the developmental program of a whole organism. During my PhD, I developed a quantitative approach to describe the evolution of embryonic morphologies during the development of the ascidian Phallusia mammillata. I then used this approach to systematically characterize in detail the logic of cell fate induction events. To quantitatively characterize cell behaviors during embryogenesis, we used multi-angle light-sheet microscopy to image with high spatio-temporal resolution entire live embryos with fluorescently labeled plasma membranes. To extract biological information from this imaging dataset, I then developed a conceptually novel automated method for 4D cell segmentation, ASTEC. Applied to a Phallusia mammillata embryo imaged for 6 hours between the 64-cell and the initial tailbud stages, this method allows the accurate tracking and shape analysis of 1030 cells across 640 cell divisions. The resulting 4D digital embryo can be formalized as a dynamic graph, in which cells are represented by nodes, linked within a time point by edges that represent their spatial neighborhood, and between time points by temporal edges describing cell lineages.Based on this quantitative digital representation, we systematically identified cell fate specification events up to the late gastrula stage. Computational simulations revealed that remarkably simple rules integrating measured cell-cell contact areas with boolean spatio-temporal expression data for extracellular signalling molecules are sufficient to explain most early cell inductions. This work suggests that in embryos establishing precise stereotyped contacts between neighboring cells, the genomic constraints for precise gene expression levels are relaxed, thereby allowing rapid genome evolution

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Guillemot, Vincent. "Application de méthodes de classification supervisée et intégration de données hétérogènes pour des données transcriptomiques à haut-débit." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00481822.

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Les méthodes d'apprentissage supervisé sont appliquées depuis récemment à des jeux de données de puces à ADN, afin d'une part d'extraire des gènes impliqués dans les différences entre les classes d'individus étudiés et d'autre part de construire une fonction de classification permettant de prédire la classe d'un nouvel individu. Ces données de puces à ADN peuvent être accompagnées d'une information précieuse décrivant les interactions entre les variables (les gènes). Cette information est regroupée sous la forme de réseaux de régulations génétiques (RRG). L'objectif de la thèse est de réaliser l'intégration de l'information contenue dans ces RRGs dans une méthode de classification supervisée binaire. Nous proposons une nouvelle méthode, graph Constrained Discriminant Analysis (gCDA), basée sur l'analyse discriminante de Fisher. Les méthodes de la littérature se proposent d'implémenter la contrainte suivante : les gènes qui sont voisins dans le RRG doivent avoir des poids proches, voire identiques, dans la fonction de classification. À contrepoint de ces méthodes, gCDA est basée sur l'estimation régularisée des matrices de variance covariance qui sont utilisées dans l'analyse discriminante de Fisher. Les estimateurs utilisés dans gCDA prennent en compte l'information contenue dans les RRGs disponibles a priori grâce aux propriétés des modèles graphiques gaussiens. gCDA est comparée aux méthodes de la littérature sur des données simulées, données pour lesquelles le graphe sous-jacent est parfaitement connu. Dans le cas de données réelles, le graphe sous-jacent décrivant les interactions entre variables n'est pas connu. Nous nous sommes donc également intéressés à des méthodes permettant d'inférer de tels graphes à partir de données transcriptomiques. Enfin, des résultats sont obtenus sur trois jeux de données réelles. Les RRG ont été inférés soit sur des jeux de données de même nature mais indépendants (c'est-à-dire concernant des individus qui ne sont pas utilisés pour en classification), soit sur une partie indépendante du jeu de données étudié. Nous montrons une amélioration notable des performances de classification sur ces jeux de données lorsque gCDA est utilisée par rapport à l'utilisation des méthodes de la littérature décrites dans la deuxième partie.

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Bidaj, Klodjan. "Modélisation du bruit de phase et de la gigue d'une PLL, pour les liens séries haut débit." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0355/document.

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La vitesse des liens séries haut débit (USB, SATA, PCI-express, etc.) a atteint les multi-gigabits par seconde, et continue à augmenter. Deux des principaux paramètres électriques utilisés pour caractériser les performances des SerDes sont la gigue transmis à un niveau de taux d’erreur donné et la capacité du récepteur à suivre la gigue à un taux d’erreur donné.Modéliser le bruit de phase des différents components du SerDes, et extraire la gigue temporelle pour la décomposer, aideraient les ingénieurs en conception de circuits à atteindre les meilleurs résultats pour les futures versions des SerDes. Générer des patterns de gigue synthétiques de bruits blancs ou colorés permettrait de mieux analyser les effets de la gigue dans le système pendant la phase de vérification.La boucle d’asservissement de phase est un des contributeurs de la gigue d’horloge aléatoire et déterministe à l’intérieur du système. Cette thèse présente une méthode pour modéliser la boucle d’asservissement de phase avec injection du bruit de phase et estimation de la gigue temporelle. Un modèle dans le domaine temporel en incluant les effets de non-linéarité de la boucle a été créé pour estimer cette gigue. Une nouvelle méthode pour générer des patterns synthétiques de gigue avec une distribution Gaussienne à partir de profils de bruit de phase coloré a été proposée.Les standards spécifient des budgets séparés de gigue aléatoire et déterministe. Pour décomposer la gigue de la sortie de la boucle d’asservissement de phase (ou la gigue généré par la méthode présentée), une nouvelle technique pour analyser et décomposer la gigue a été proposée. Les résultats de modélisation corrèlent bien avec les mesures et cette technique aidera les ingénieurs de conception à identifier et quantifier proprement les sources de la gigue ainsi que leurs impacts dans les systèmes SerDes.Nous avons développé une méthode, pour spécifier la boucle d’asservissement de phase en termes de bruit de phase. Cette méthode est applicable à tout standard (USB, SATA, PCIe, …) et définit les profils de bruits de4phases pour les différentes parties de la boucle d’asservissement de phase, pour s’assurer que les requis des standards sont satisfaits en termes de gigue. Ces modèles nous ont également permis de générer les spécifications de la PLL, pour des standards différents
Bit rates of high speed serial links (USB, SATA, PCI-express, etc.) have reached the multi-gigabits per second, and continue to increase. Two of the major electrical parameters used to characterize SerDes Integrated Circuit performance are the transmitted jitter at a given bit error rate (BER) and the receiver capacity to track jitter at a given BER.Modeling the phase noise of the different SerDes components, extracting the time jitter and decomposing it, would help designers to achieve desired Figure of Merit (FoM) for future SerDes versions. Generating white and colored noise synthetic jitter patterns would allow to better analyze the effect of jitter in a system for design verification.The phase locked loop (PLL) is one of the contributors of clock random and periodic jitter inside the system. This thesis presents a method for modeling the PLL with phase noise injection and estimating the time domain jitter. A time domain model including PLL loop nonlinearities is created in order to estimate jitter. A novel method for generating Gaussian distribution synthetic jitter patterns from colored noise profiles is also proposed.The Standard Organizations specify random and deterministic jitter budgets. In order to decompose the PLL output jitter (or the generated jitter from the proposed method), a new technique for jitter analysis and decomposition is proposed. Modeling simulation results correlate well with measurements and this technique will help designers to properly identify and quantify the sources of deterministic jitter and their impact on the SerDes system.We have developed a method, for specifying PLLs in terms of Phase Noise. This method works for any standard (USB, SATA, PCIe, …), and defines Phase noise profiles of the different parts of the PLL, in order to be sure that the standard requirements are satisfied in terms of Jitter

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Jané, Palli Pau. "Quantification des affinités PBM/PDZ et de leurs sites modulateurs par des approches expérimentales et informatiques à haut débit." Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2020. http://www.theses.fr/2020STRAJ051.

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Ce travail a porté sur les domaines PDZ, une famille de domaines globulaires reconnaissant des motifs de liaison aux PDZ (appelés PBM, pour ‘PDZ-Binding Motifs’) généralement situés à l'extrémité C-terminale de leurs protéines partenaires. Les réseaux domaines-motifs sont souvent modulés par des modifications post-traductionnelles réversibles (PTM). Nous avons utilisé des PBM synthétiques simulant différentes conditions: motifs sauvages de diverses longueurs, acétylés, phosphorylés ou portant des mutations ‘imitant’ les PTM. Ces peptides ont été utilisés pour des études d'interaction à l'aide du test ‘Hold-Up’, un test développé à l'origine dans notre laboratoire. Nous avons évalué l'impact de diverses modifications des complexes PBM/PDZ, qui conduisent à un changement global de leur capacité de liaison du PDZ. Ces résultats fournissent des informations quantitatives sur l'effet biologique que de telles modifications pourraient avoir dans le contexte des protéines entières
This thesis focuses on PDZ domains, a family of globular domains that bind to conserved PDZ-Binding Motifs (called henceforth PBMs) generally situated at the extreme C-terminus of their partner proteins. Domain-motif networks are often modulated by reversible post-translational modifications (PTMs). We used synthetized PBMs to reproduce different conditions, such as a wild-type, acetylation or phosphorylation, addition of extra exosites or residue mimication of PTM in the literature. These peptides were used for interaction studies using the holdup assay, an assay originally developed in our laboratory. We evaluated the impact of diverse modifications of the PBM/PDZ interactions, which led to a global change of the PDZ-binding capability. These results provided quantitative information on the biological effects that such modifications may have in the context of full-length proteins

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Lacoste, Deixonne Caroline. "Apport du séquençage haut débit dans l'amélioration de la prise en charge des maladies monogéniques." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM5062/document.

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La diffusion du séquençage haut débit (ou NGS pour Next Generation Sequencing) représente un tel changement d’échelle par rapport aux méthodes classiques de séquençage que les indications et l’organisation du diagnostic moléculaire s’en trouvent profondément modifiées. Le NGS permet à la fois de raccourcir le temps d’analyse et de rendu de résultat et d'élargir considérablement le nombre de gènes testés. Il promet donc d’augmenter la proportion de diagnostics posés et de faciliter l'identification de nouveaux variants et de nouveaux gènes impliqués en pathologie. Cependant dans tous les cas, il génère une quantité de données importante, données qui doivent être analysées et interprétées à l’aide d’outils bioinformatiques spécifiques.Dans la première partie de ce travail, les stratégies existantes ainsi que les difficultés et les enjeux du séquençage haut débit pour le diagnostic moléculaire des maladies génétiques sont discutés. Dans la deuxième partie, la mise en place et la validation technique de cette approche diagnostique sont décrites au sein du laboratoire de Génétique Moléculaire de la Timone à Marseille et illustrées par trois exemples concrets de diagnostics moléculaires posés grâce à la technique de séquençage à haut débit. Dans le domaine spécifique des maladies rares, ces nouvelles technologies sont porteuses d’un réel espoir pour les patients atteints de maladie génétique, permettant d'améliorer globalement leur prise en charge et d'accélérer les progrès dans le domaine de la recherche
The diffusion of Next Generation Sequencing (NGS) technologies induces an important change that modifies molecular diagnostics indications and prompts laboratories to re-think their diagnostic strategies, up-to-now based on Sanger sequencing routine. Several high throughput approaches are available from the sequencing of a gene panel, to a whole exome, or even a whole genome. In all cases, a tremendous amount of data are generated, that have to be filtered, interpreted and analyzed by the use of powerful bioinformatics tools.In part 1, existing strategies and the difficulties and challenges of high-throughput sequencing for molecular diagnosis in genetic diseases are discussed. In part 2, the set up and the technical validation of this diagnostic approach in the Molecular Genetics’ Laboratory of the Timone Hospital in Marseille is presented and illustrated by 3 examples of complex diagnostics solved thanks to NGS. NGS promises to shorten significantly the time of analysis and results reporting, and to expand the number of tested genes. It also promises to increase the proportion of positive diagnoses. Finally, the NGS can identify new variants and new genes involved in human pathology, thus will globally improve patient clinical care

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Abboun, Miloud. "Caractérisation et modélisation de transistor bipolaire à double hétérojonction (TBdH) sur InP pour la conception de circuits à haut débit." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112112.

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Les avancées dans les systèmes de communication et de traitement de l'information nécessitent des circuits à haut débit qui doivent s'appuyer sur des transistors aux performances en vitesse et en puissance élevées. Les Transistors Bipolaires à Hétérojonction (TBH) III-V constituent un bon compromis. Le TBH-InP est l'un d'entre eux. Il convient d'autant mieux pour le développement de systèmes de télécommunications à des débits supérieurs à 60 Gbits/s que sa technologie permet l'intégration de composants optoélectroniques de longueur d'onde comprise entre 1,3 mM et 1,55 mM. Le regain d'intérêt pour ces technologies a mis en lumière les problèmes et les contraintes liés à la modélisation compacte. Le travail présenté s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre le CNET Bagneux/OPTO+ et l'IEF. Il a pour objet l'étude expérimentale et la modélisation électrique des TBDH-InP. Quatre technologies auto-alignées qui diffèrent par la nature du dopage de base (béryllium ou carbone) et par la présence d'un gradient d'indium dans la base ont été étudiées. Pour chaque technologie un grand nombre de dispositifs a été analysé et une masse importante de données expérimentales a permis d'obtenir les paramètres du modèle de Gummel-Poon de ces composants. Ces modèles ont ensuite été utilisés par les concepteurs de circuits intégrés d'OPTO+ pour réaliser des circuits pour la logique "haut débit" (multiplexeur, circuit de décision, bascule D, driver,. . . ). La volumineuse base de données a également permis d'étudier l'auto-échauffement dans les TBH-InP d'abord par une approche expérimentale puis par une modélisation numérique de l'équation de Fourier. Le travail de modélisation a permis de dégager des pistes pour réduire l'auto-échauffement. Pour mieux cerner le fonctionnement physique des TBH, une analyse expérimentale à température variable a été réalisée sur une des quatre technologies. Enfin, une analyse de sensibilité des paramètres du modèle de Gummel-Poon à 300K sur le temps de commutation des paires différentielles (technologie CML/ECL) a été effectuée: -Le temps de retard t(FF) et le temps de charge R(BB),C(jC) sont les deux contributions intrinsèques les plus importantes, -L'extraction de certains paramètres du modèle est imprécise (C(jE), Rc entre autre) et se répercute sur le t(FF) on perçoit la nécessité de développer des approches fiables pour extraire ces éléments
The progress in data processing communication systems require circuits with high data rate which are based on high speed transistors with high power. III-V Bipolar Heterojunction Transistors (HBTs) constitute a good trade-off, and more particularly InP based -HBTs. These device are well suited for the development of telecommunications systems with data rates higher than 60 Gbits/s, moreover this technology allows the integration of optoelectronic devices with wavelength ranging between 1,3 mM and 1,55 mM. The renewed interest for these technologies underlines the problems and the constraints related to compact modeling. The work was developed under the frame of a tight collaboration between the CNET Bagneux/OPTO+ and the IEF. The aim of this thesis is the experimental study and the electrical modeling of InP-DHBT. Four self-aligned technologies which differ by the nature of base doping (beryllium or carbon) and by the presence of an indium gradient in the base were studied. For each technology a large number of devices were analyzed and an important mass of experimental data made it possible to obtain the parameters of the model of Gummel-Poon for such devices. These models were then used by circuit designers at OPTO+ for the conception of logic circuits with high debit (multiplexer, circuit of decision, rock-D, driver. . . ). The large data base also made it possible to study the influence of self-heating effects in InP-HBT by an experimental point of view and then by a numerical modeling of Fourier equation. Simulation results allows to find the pathways to reduce self-heating effects in the studied devices. For a better understanding of the physics governing the HBT performance, an experimental analysis at variable temperature was carried out on one of four technologies. Finally, an analysis of sensitivity of the parameters of the model of Gummel-Poon at 300K over the switching time of the differential pairs (CML/ECL technology) was performed: -Delay time t(FF) and charge time R(BB),C(jC) are the two most important intrinsic contributions, -The extraction of many parameters of the model is inaccurate (C(jE), Rc amongst other) and they influences t(FF), then the need of developing reliable approaches to extract these elements is pointed out

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Rimbert, Antoine. "Génétique et physiopathologie des dystrophies valvulaires mitrales non-syndromiques." Nantes, 2015. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=96c2743a-d81a-40f0-bb36-4e2bce4abe12.

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Le prolapsus valvulaire mitral (PVM) est une pathologie cardiaque fréquente (2,5% de la population) et une cause majeure de chirurgie valvulaire. Le PVM peut être sporadique ou familial avec une forte implication de facteurs génétiques méconnus à ce jour. Nous avons cherché à identifier de nouveaux gènes impliqués dans les formes familiales de PVM non-syndromique par des approches de séquençage nouvelle génération, de génotypage haut débit, de modèles cellulaires et animaux. A partir d'analyses d'identité par descendance et de séquençage d'exome, nous avons identifié, grâce à l'étude de 18 familles, APC, DOCK1, ANK2 et PTPRF (impliqués dans le remodelage du cytosquelette et dans les voies de la valvulogénèse) comme de nouveaux gènes responsables de PVM. Nous avons ensuite développé un kit de séquençage ciblé pour les régions codantes de 78 gènes identifiés par séquençage d'exome ou candidats et l'avons utilisé pour 272 patients atteints de PVM. Ainsi 4 variants rares non-synonymes ont été identifiés dans le gène ARHGAP24 qui coségrègent au sein de familles atteintes de PVM de type dégénérescence fibro-élastique (FED). Les tests fonctionnels montrent que ces mutations sont des pertes de fonction. Nous avons enfin identifié un enrichissement en variants rares dans des gènes impliqués dans la valvulogénèse grâce à des tests d'enrichissement comparant 272 patients PVM à des individus contrôles. Ce travail identifie ARHGAP24 comme le premier gène de PVM de type FED et suggère l'implication d'APC, DOCK1, ANK2 et PTPRF dans le PVM de type Barlow. Les genes identifiés ciblent des mécanismes clés de l'homéostasie de la VM, de la valvulogénèse et de la réponse au stress mécanique
Mitral Valve Prolapse (MVP) is a common cardiac disease (2. 5% of the general population) and is a leading cause for valve surgery. MVP can be sporadic or familial with a strong genetic background however its genetic background remains poorly understood. Here we aim to identify new causative genes involved in the pathogenesis of familial non-syndromic MVP using Next Generation Sequencing, high throughput genotyping, cellular and animal models. We first applied Whole Exome Sequencing and Identity By Descent analysis to identify genetic variations responsible for MVP in 18 affected families. This approach identified APC, DOCK1, ANK2 and PTPRF as new potential genes involved in key functions of MVP pathogenesis (cytoskeleton remodeling and developmental pathways). Second, we have developed a custom kit to capture and sequence coding regions of 78 genes identified by exome sequencing or their likely implication in valve development and applied it to 272 MVP patients. Among them, we identified four rare ARHGAP24 missense variants which co-segregate with MVP in families. In vitro and in vivo experiments showed that all mutations are loss of function and lead to fibroelastic deficiency (FED) type of MVP. Finally, we applied burden tests to test for a significant enrichment in rare coding variations (minor allele frequency <0. 1%) compare to control individuals. Preliminary results identified enrichment in genes involved in valvulogenesis. This work identifies ARHGAP24 as the first gene for FED type of MVP and suggests APC, DOCK1, ANK2 and PTPRF for Barlow type MVP. All genes target key mechanisms that modify MV homeostasis, valvulogenesis and mechanical stress adapted response

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Fraïsse, Christelle. "Génétique de l’adaptation et de la spéciation : théorie et analyse de données de séquençage haut-débit dans le complexe d’espèces Mytilus edulis." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20107/document.

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Les génomes sont affectés par des régimes de sélection conflictuels. Ceci est particulièrement bien illustré par le concept de barrière semi-perméable au flux génique, issu de la littérature des zones hybrides. Certains gènes contribuent à empêcher le mélange entre lignées génétiques différenciées, soit parce qu'ils participent à l'adaptation aux conditions environnementales locales, soit parce qu'ils sont incompatibles avec les gènes d'autres lignées. D'autres parties du génome sont soit neutres, soit soumises à une sélection qui tend à homogénéiser les différentes lignées entre elles. Dans la première partie de cette thèse, des modèles d'évolution de l'isolement reproductif sont présentés pour expliquer les patrons d'isolements observés dans les expériences d'hybridation au laboratoire. Par modélisation classique d'incompatibilités génétiques de type Dobzhansky-Muller, il est montré que l'asymétrie et la complexité des incompatibilités sont imparfaitement expliquées par un filtre évolutif, c.a.d. une vitesse d'accumulation différente entre types d'incompatibilité. Une approche complémentaire de modélisation quantitative à l'aide d'une extension du modèle géométrique de Fisher a permis de préciser quelles conditions de divergence entre lignées isolées conduisaient à un effet fortement délétère des mutations dans les génotypes hybrides. L'importance relative du niveau d'épistasie moyen, de la distribution des effets des mutations et des modalités de l'adaptation de chaque lignée est discutée. La seconde partie de cette thèse profite des avancées techniques de la génomique pour étudier l'histoire de la spéciation et de l'adaptation dans un complexe d'espèces non-modèles, les moules du genre Mytilus. Une méthode statistique d'inférence de scénarios de spéciation est présentée. Les résultats montrent que les moules Européennes ont connu une histoire complexe de divergence stricte suivie d'une période de connectivité périodique. En accord avec le concept de barrière semi-perméable au flux génique, il est montré que les taux d'introgression sont hétérogènes le long du génome. Ensuite, des scans génomiques de la différenciation ont été menés entre paires de populations du complexe d'espèces. L'analyse de la variation génétique et des généalogies d'allèles sur une échelle chromosomique localisée a permis de reconstituer l'histoire évolutive de plus de 1000 régions du génome des moules. Cette analyse a révélé qu'une cause majeure, mais insoupçonnée, de la différenciation génétique intraspécifique est l'introgression différentielle d'allèles étrangers. Globalement, cette thèse montre non seulement le rôle majeur de la biogéographie de la spéciation, c.a.d. des patrons temporels et spatiaux du flux de gènes, dans notre compréhension de la biodiversité actuelle, mais aussi sa surprenante complexité et l'étendue de ses conséquences sur l'évolution des génomes
Genomes are affected by conflicting selective regimes. This is particularly well illustrated by the concept of semi-permeable barriers to gene flow, as found in the hybrid zones literature. Some genes contribute to the prevention of mixing between differentiated genetic lineages, either because they are involved in adaptation to local environmental conditions, or because they are incompatible with alleles from other genetic lineages. Other parts of the genome are either neutral, or subjected to selection which tends to homogenize the genetic lineages. In the first part of this thesis, models of the evolution of reproductive isolation are presented to explain the isolation patterns observed in experimental hybridizing crosses between incipient species. Using standard models of Dobzhansky-Muller genetic incompatibilities, it is shown that the asymmetry and complexity of incompatibilities are not well explained by there being an “evolutionary sieve”, i.e. a different rate of accumulation between incompatibilities. A complementary approach to quantitative modeling (an extension of Fisher's Geometric Model) then clarifies which conditions of divergence between allopatric lines led to highly deleterious effects in hybrid genotypes. The relative importance of mean levels of fitness epistasis, the distribution of mutation sizes, and the way lineages adapt to new environmental conditions is discussed. The second part of this thesis takes advantage of technical advances in genomics to study the history of speciation and adaptation in a non-model species complex, Mytilus mussels. A statistical method of inferring speciation scenarios is presented. Results show that European mussels experienced a complex history of strict divergence followed by a period of periodic connectivity. In agreement with the concept of semi-permeable barriers to gene flow, it is shown that introgression rates are heterogeneous along the genome. Next, genome scans of differentiation were conducted between pairs of populations of the species complex. The analysis of genetic variation and allele genealogies on a small chromosomal scale allowed to reconstruct the evolutionary history of more than 1000 genomic regions. This analysis reveals that a major cause of intraspecific differentiation is the differential introgression of foreign alleles. Overall, this thesis shows not only that biogeography of speciation, i.e. the temporal and spatial patterns of gene flow, play a major role in our understanding of existing biodiversity, but also its amazing complexity and extent of its impact on genome evolution

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Bernard, Elsa. "Etude de l'épissage grâce à des techniques de régression parcimonieuse dans l'ère du séquençage haut débit de l'ARN." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM063/document.

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Le nombre de gènes codant pour des protéines chez l’'homme, le vers rond et la mouche des fruits est du même ordre de grandeur. Cette absence de correspondance entre le nombre de gènes d’un eucaryote et sa complexité phénotypique s’explique en partie par le caractère alternatif de l’épissage.L'épissage alternatif augmente considérablement le répertoire fonctionnel de protéines codées par un nombre limité de gènes. Ce mécanisme, très actif lors du développement embryonnaire, participe au devenir cellulaire. De nombreux troubles génétiques, hérités ou acquis (en particulier certains cancers), se caractérisent par une altération de son fonctionnement.Les technologies de séquençage à haut débit de l'ARN donnent accès a une information plus riche sur le mécanisme de l’épissage. Cependant, si la lecture à haut débit des séquences d’ARN est plus rapide et moins coûteuse, les données qui en sont issues sont complexes et nécessitent le développement d’outils algorithmiques pour leur interprétation. En particulier, la reconstruction des transcrits alternatifs requiert une étape de déconvolution non triviale.Dans ce contexte, cette thèse participe à l'étude des événements d'épissage et des transcrits alternatifs sur des données de séquençage à haut débit de l'ARN.Nous proposons de nouvelles méthodes pour reconstruire et quantifier les transcrits alternatifs de façon plus efficace et précise. Nos contributions méthodologiques impliquent des techniques de régression parcimonieuse, basées sur l'optimisation convexe et sur des algorithmes de flots. Nous étudions également une procédure pour détecter des anomalies d'épissage dans un contexte de diagnostic clinique. Nous suggérons un protocole expérimental facilement opérant et développons de nouveaux modèles statistiques et algorithmes pour quantifier des événements d’épissage et mesurer leur degré d'anormalité chez le patient
The number of protein-coding genes in a human, a nematodeand a fruit fly are roughly equal.The paradoxical miscorrelation between the number of genesin an organism's genome and its phenotypic complexityfinds an explanation in the alternative natureof splicing in higher organisms.Alternative splicing largely increases the functionaldiversity of proteins encoded by a limitednumber of genes.It is known to be involved incell fate decisionand embryonic development,but also appears to be dysregulatedin inherited and acquired human genetic disorders,in particular in cancers.High-throughput RNA sequencing technologiesallow us to measure and question splicingat an unprecedented resolution.However, while the cost of sequencing RNA decreasesand throughput increases,many computational challenges arise from the discrete and local nature of the data.In particular, the task of inferring alternative transcripts requires a non-trivial deconvolution procedure.In this thesis, we contribute to deciphering alternative transcript expressions andalternative splicing events fromhigh-throughput RNA sequencing data.We propose new methods to accurately and efficientlydetect and quantify alternative transcripts.Our methodological contributionslargely rely on sparse regression techniquesand takes advantage ofnetwork flow optimization techniques.Besides, we investigate means to query splicing abnormalitiesfor clinical diagnosis purposes.We suggest an experimental protocolthat can be easily implemented in routine clinical practice,and present new statistical models and algorithmsto quantify splicing events and measure how abnormal these eventsmight be in patient data compared to wild-type situations

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Beye, Mamadou. "Génomique en temps réel appliquée aux isolats bactériens cliniques atypiques." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0558.

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Le diagnostic, la caractérisation et l'identification rapides et précis des agents pathogènes sont essentiels pour guider le traitement, détecter les événements de transmission ou les échecs de traitement. Cependant le monde biomédical est confronté à des pathogènes émergents et ré-émergents. Ainsi certaines souches bactériennes cliniques présentent des spécificités de virulence, contagiosité et/ou de résistance aux antibiotiques. Le séquençage génomique à haut débit et l’analyse comparative des génomes bactériens constituent une bonne stratégie pour étudier rapidement les caractéristiques de ces pathogènes émergents. En à peine un peu plus de 20 ans, la génomique a connu un développement considérable grâce aux nouvelles technologies de séquençage à haut débit et à l’intérêt des scientifiques, qui ont permis l’augmentation exponentielle du nombre de génomes bactériens séquencés et disponibles dans les bases de données publiques. La génomique en temps-réel consiste en une analyse rapide du génome d’une souche bactérienne clinique pour identifier les déterminants génétiques de ses caractéristiques phénotypiques inhabituelles. C’est ainsi que les objectifs de ce projet de thèse étaient : d’exploiter rapidement les données de séquençage de génomes complets pour déterminer les répertoires de résistance et de virulence ; de comparer les génomes provenant des bactéries cliniques atypiques à ceux d’autres bactéries des mêmes espèces pour identifier leurs caractéristiques spécifiques ; d’utiliser les génomes comme outil taxonomique pour décrire rapidement les nouvelles espèces bactériennes isolées dans le laboratoire par culturomique
Rapid and accurate diagnosis, characterization and identification of pathogens are essential to guide treatment and detect transmission events or treatments failures. However, the biomedical field is confronted with emerging and re-emerging pathogens. Some of these clinical bacterial strains exhibit specificities concerning the virulence, contagiousness and / or resistance to antibiotics. High-throughput sequencing and comparative analysis of bacterial genomes is a reliable strategy enabling the rapid study of the characteristics of these emerging pathogens. In a short period, not exceeding 20 years, genomics has known a considerable revolution. In effect the introduction of the new high-throughput sequencingtechnologies and the increased concern of the scientist into this field, led to an exponential increase of number of available sequenced bacterial genomes in public databases. Real-time genomics is a strategy consisting on rapid analysis of the genome of a clinical bacterial strain in order to identify the genetic determinants justifying its unusual phenotypic characteristics. Thus, the objectives of this thesis project were: to rapidly exploit whole-genome sequencing data for identification of the virulence or resistance repertoire; to compare genomes from atypical clinical bacteria to those of other bacteria of the same species in order to identify their specific features; to use genomes as a taxonomic tool to rapidly describe the new bacterial species isolated in the laboratory by culturomics approach

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Seesao, Yuwalee. "Caractérisation des Anisakidae dans les poissons marins : développement d’une méthode d’identification par séquençage à haut-débit et étude de prévalence." Thesis, Lille 2, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL2S043/document.

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Les genres Anisakis, Pseudoterranova, Hysterothylacium et Contracaecum, membres de la famille des Anisakidae, sont des nématodes dont les larves sont présentes chez de nombreuses espèces de poissons et céphalopodes. Ces larves peuvent induire des pathologies digestives et/ou allergiques chez l’Homme. En France, la consommation des produits de la pêche, surtout crus ou peu cuits est en augmentation. Ce travail de thèse s’intègre dans le programme ANR Fish-Parasites, financé par l’ANR (ANR-10-ALIA-004). Il a pour but d’évaluer les risques liés à la consommation des produits de la pêche et pour objectif principal d’étudier la répartition des Anisakidae dans les produits de la pêche. _x000D_Le plan d’échantillonnage a été établi suite à une analyse de type risk-ranking utilisant les données de consommation, l’origine géographique, des données de prévalence déjà existantes sur les Anisakidae. Au total, 1768 poissons appartenant à 18 espèces ont été collectés. L’ensemble des organes a été disséqué pour isoler les parasites. Ceux-ci ont été identifiés selon 2 méthodes : i) analyse individuelle par séquençage Sanger pour les organes ayant moins de 11 nématodes ii) analyse en pool par séquençage à haut débit (HTS) pour le reste. Le développement de plusieurs outils (création d’une base de séquences de référence, conception des amorces, mise au point de la préparation de matrice de séquençage et développement d’un pipeline d’analyse automatisé) a été nécessaire pour la mise en place de la méthode HTS. A partir des résultats obtenus, une acquisition et une structuration des données de prévalence des parasites potentiellement pathogènes pour l’Homme et présents dans les produits de la pêche couramment consommés a pu être réalisée.Sur 1 768 poissons échantillonnés, deux espèces n’étaient pas du tout parasitées : plies (Pleuronectes platessa) et saumon Atlantique (Salmo salar) d’élevage. 43,30 % des poissons n’étaient pas infectés par des Anisakidae. Sur la totalité des poissons, 28,62 % étaient infectés au niveau des viscères ; 22,96% dans les viscères et les filets et 5,49 % n’étaient infectés par des Anisakidae que dans les filets.Les cinq espèces de poisson dont la prévalence dans les filets était la plus élevée étaient : la lingue bleue (100 %), la cardine franche (70 %), le lieu noir (63 %), la baudroie (61 %) et le merlu (60 %).Les Anisakidae les plus identifiés étaient : Anisakis simplex, Anisakis pegreffii, Hysterothylacium aduncum, Pseudoterranova krabbeii.Anisakis a été retrouvé dans toutes les localisations et généralement de façon plus importante, Contracaecum a été retrouvé principalement dans le foie, Hysterothylacium dans la cavité corporelle et Pseudoterranova dans les filets et la cavité corporelle.Anisakis simplex était présent dans toutes les zones de pêches sauf dans le golfe du Lion. La zone des eaux féringiennes était la zone dans laquelle la diversité des Anisakidae était la plus importante sur une seule espèce de poisson échantillonnée (lingue bleue).L’étude statistique logistique multivariée a montré que la variable espèce et la variable taille du poisson influencent la prévalence d’Anisakis et Pseudoterranova dans les filets.Le HTS sur le PGM™ Ion Torrent s’est révélé être un outil puissant et innovant permettant l’analyse d’un grand nombre d‘échantillons d’Anisakidés à moindre coût, en peu de temps et avec un résultat équivalent à la méthode individuelle par séquençage Sanger
Anisakis, Pseudoterranova, Hysterothylacium and Contracaecum genera, members of the Anisakids family, are nematodes which larvae are recovered from numerous fish and cephalopods species. These larvae may induce digestive and/or allergic pathologies in human being. In France, the consumption of fishery products, mostly raw or undercooked is increasing. This PhD work is part of the research program Fish-Parasites funded by the ANR (ANR-10-ALIA-004). It aimed to assess risks related to fishery products consumption and its main goal was to study the distribution of Anisakids in fishery products.The sampling plan was based on a risk-ranking analysis using data on fishery products consumption, fishing areas and prevalence data from previous work on Anisakids. A total of 1 768 fish from 18 species were collected. All the organs were dissected for parasites isolation. Parasites were identified using two approaches : i) single analysis by Sanger sequencing for organs containing less than 11 nematodes ii) pooled analysis by high throughput sequencing (HTS) for the remaining. The development of numerous tools (database creation with reference sequences, primers design, set up of the sequencing template preparation and development of an automatic analytical pipeline) was necessary for the HTS method set up. From the sequencing results, acquisition and structuring of the prevalence data has been carried out on parasites potentially pathogenic for human being and recovered from commonly consumed fishery products.On 1 768 sampled fish, two species were not parasitized at all: plaice (Pleuronectes platessa) and aquacultured Atlantic salmon (Salmo salar). 43.30 % of the fish were not infected by Anisakids. Concerning infected fish, 28.62% were contaminated in the visceral organs; 22.96% in both visceral organs and fillets and, finally, 5.49% of the fish were infected by Anisakids only in fillets.The five fish species with an elevated prevalence in their fillets were by decreasing values: blue ling (100 %), megrim (70 %), saithe (63 %), monkfish (61 %) and hake (60 %). The most identified Anisakids were: Anisakis simplex, Anisakis pegreffii, Hysterothylacium aduncum, Pseudoterranova krabbeii.Anisakis has been recovered in all the localisations and generally in higher quantities, Contracaecum has mainly been recovered from the liver, Hysterothylacium from the corporal cavity and Pseudoterranova from both fillets and corporal cavity. Anisakis simplex was isolated from all the fishing areas except for the Lion Gulf and it was the genus with the most important number of individuals. The zone of Feroan waters was the region with the most important diversity of Anisakids into a single sampled fish species (blue ling).The multivariate logistic statistical study showed that the fish species and size affect the prevalence of Anisakis and Pseudoterranova in fish fillets.HTS with the PGM™ Ion Torrent proved to be a powerful and innovative tool for the analysis of large numbers of Anisakids samples with low cost, in a shorter time and with a result equivalent to the individual method of Sanger sequencing

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Morlot, Jean-Baptiste. "Annotation of the human genome through the unsupervised analysis of high-dimensional genomic data." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066641/document.

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Le corps humain compte plus de 200 types cellulaires différents possédant une copie identique du génome mais exprimant un ensemble différent de gènes. Le contrôle de l'expression des gènes est assuré par un ensemble de mécanismes de régulation agissant à différentes échelles de temps et d'espace. Plusieurs maladies ont pour cause un dérèglement de ce système, notablement les certains cancers, et de nombreuses applications thérapeutiques, comme la médecine régénérative, reposent sur la compréhension des mécanismes de la régulation géniques. Ce travail de thèse propose, dans une première partie, un algorithme d'annotation (GABI) pour identifier les motifs récurrents dans les données de séquençage haut-débit. La particularité de cet algorithme est de prendre en compte la variabilité observée dans les réplicats des expériences en optimisant le taux de faux positif et de faux négatif, augmentant significativement la fiabilité de l'annotation par rapport à l'état de l'art. L'annotation fournit une information simplifiée et robuste à partir d'un grand ensemble de données. Appliquée à une base de données sur l'activité des régulateurs dans l'hématopoieïse, nous proposons des résultats originaux, en accord avec de précédentes études. La deuxième partie de ce travail s'intéresse à l'organisation 3D du génome, intimement lié à l'expression génique. Elle est accessible grâce à des algorithmes de reconstruction 3D à partir de données de contact entre chromosomes. Nous proposons des améliorations à l'algorithme le plus performant du domaine actuellement, ShRec3D, en permettant d'ajuster la reconstruction en fonction des besoins de l'utilisateur
The human body has more than 200 different cell types each containing an identical copy of the genome but expressing a different set of genes. The control of gene expression is ensured by a set of regulatory mechanisms acting at different scales of time and space. Several diseases are caused by a disturbance of this system, notably some cancers, and many therapeutic applications, such as regenerative medicine, rely on understanding the mechanisms of gene regulation. This thesis proposes, in a first part, an annotation algorithm (GABI) to identify recurrent patterns in the high-throughput sequencing data. The particularity of this algorithm is to take into account the variability observed in experimental replicates by optimizing the rate of false positive and false negative, increasing significantly the annotation reliability compared to the state of the art. The annotation provides simplified and robust information from a large dataset. Applied to a database of regulators activity in hematopoiesis, we propose original results, in agreement with previous studies. The second part of this work focuses on the 3D organization of the genome, intimately linked to gene expression. This structure is now accessible thanks to 3D reconstruction algorithm from contact data between chromosomes. We offer improvements to the currently most efficient algorithm of the domain, ShRec3D, allowing to adjust the reconstruction according to the user needs

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Badalato, Nelly. "Structure de déchets lignocellulosiques : effets sur la colonisation, les communautés microbienne et les performances de méthanisation, caractérisés par des approches fonctionnelles et haut-débit." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2014. http://www.theses.fr/2014AGPT0002.

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La méthanisation des composés lignocellulosiques présente un fort intérêt en raison de leur haut potentiel énergétique et de leur abondance, notamment dans les ordures ménagères résiduelles. Toutefois, leur complexité de structure et de composition rend ces matériaux difficilement dégradables en conditions anaérobies et l’utilisation de prétraitements est généralement requise afin d’améliorer leurs rendements de biodégradation. Outre l’effet de ces prétraitements sur la biodégradation de ces composés, la colonisation des lignocelluloses par les micro-organismes cellulolytiques est une étape clé pour l’efficacité de sa dégradation. Dans ce cadre, le travail de thèse a pour objectifs de mieux comprendre le déterminisme de la colonisation de déchets, d’établir le lien entre la colonisation des déchets lignocellulosiques et l'efficacité de leur dégradation et enfin de caractériser plus finement les mécanismes et interactions mises en jeu au sein de la biomasse. Afin de répondre à ces questions, une approche transversale a été développée, combinant des modèles de cultures de souches pures et des systèmes de méthanisation en laboratoire par des communautés complexes. Des approches intégratives ont été appliquées à l’étude de ces systèmes, couplant des analyses haut-débit (métagénomique/(méta)protéomique), un suivi physico-chimique de la biodégradation et des caractérisations physico-chimiques des composés lignocellulosiques étudiés. L’ensemble des résultats met en évidence le rôle des propriétés chimiques, micro-et macro¬structurales des composés lignocellulosiques dans leur récalcitrance, leur performances de dégradation et la réponse du compartiment microbien. La réalisation de la première étude de protéomique totale et quantitative sur la souche pure cellulolytique Clostridium cellulolyticum, modèle des Clostridia cellulolytiques mésophiles, a permis de mettre en évidence que la vitesse maximale de biodégradation du mouchoir en papier est supérieure à celle du coton et que cette dégradation est associée à un profil métabolique particulier, à une colonisation plus rapide et plus étendue et à une modulation quantitative du système cellulasique. D’autre part, une étude sur un système plus réaliste pour l’étude de la méthanisation des déchets lignocellulosiques a confirmé la bonne concordance entre ce système et le système modèle utilisé et a également permis de mettre en évidence les effets substrats sur la structure des communautés microbienne avec la dominance de la classe Bacteroidia en présence de mouchoir en papier et la forte proportion de la classe Spirochaetes en présence de coton. Enfin l’étude des effets de broyages très fins de la paille de blé et du carton plat ont mis en évidence les limites de ces prétraitements sur les performances de leur dégradation, avec l’effet positif modéré du broyage fin de la paille. Ils ont également montré la sensibilité des communautés microbiennes aux changements de surface du substrat, qui se manifeste par l'émergence de communautés parfois différentes en fonction du prétraitement mécanique appliqué. En conclusion, ce travail a permis de traiter sous un angle nouveau les questions liées à la récalcitrance des déchets lignocellulosiques en abordant à la fois les aspects structuraux, écologiques et fonctionnels. Ces résultats alimentent le corps de connaissances fondamentales sur les bioprocédés. Ils confirment que les matériaux lignocellulosiques sont particuliers parmi les déchets non-dangereux et qu’une exploitation plus large de leur potentiel énergétique nécessiterait la mise en œuvre de procédés spécifiquement adaptés
Lignocellulosic materials have a high energy potential and are abundant, especially in municipal solid waste and their methanization is a promising waste-to-energy bioprocess. However, owing to their highly complex and heterogeneous structure, they are recalcitrant to anaerobic conditions and the use of pre-treatments is usually required to improve their biodegradation yields. Besides, lignocellulose colonization by cellulolytic microorganisms is a key step for an efficient biodegradation. In this context, the PhD work aimed to better understand the factors affecting waste colonization, to establish the link between lignocellulosic waste colonization and its biodegradation efficiency and to characterize more precisely the mechanisms and interactions within the biomass. A transversal approach was developed, combining cultures of model pure strains and lab-scale methanization microcosms with a complex biomass. Integrated approaches were applied to these studies, combining high-throughput analyses (metagenomics/(meta) proteomics), physico-chemical monitoring of bioconversion and finally physico-chemical characterization of substrates. The main results highlight the important role of lignocellulosic materials chemical and micro-and macro -structural features for their recalcitrance, their biodegradation efficiency and the response of the microbial compartment. The first global quantitative proteomic study on the cellulolytic model Clostridium cellulolyticum was conducted. Results showed an increased biodegradation rate of the facial tissue compared to cotton. This enhanced biodegradation was associated to a particular metabolic profile, a faster and more extensive colonization and finally a quantitative modulation of the cellulasic system. On the other hand, study of lignocellulosic waste methanization confirmed the good agreement between this more realistic system and the above-described model system. It also provided new information about the effects of substrate on microbial community structure. Noticeably, Bacteroidia members predominated in the presence of tissue and a high proportion of Spirochaetes members was observed in the presence of cotton. Finally, study of the effects of wheat straw and cardboard dry grinding revealed the limitations of these pretreatments on biodegradation efficiency. Main key points were a moderate positive effect of wheat straw fine grinding, and the sensitivity of the microbial communities to substrate surface characteristics, as evidenced by the emergence of different microbial communities according to the applied mechanical pretreatment. In conclusion, this work brings new perspectives to the study of lignocellulosic waste recalcitrance by addressing both the structural, functional and ecological aspects. These results contribute to the core fundamental knowledge on bioprocesses. They confirm that the lignocellulosic materials are specific among non-hazardous waste and require the implementation of adapted specific processes

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Bruno, Aurélie. "Caractérisation moléculaire des lymphomes primitifs du système nerveux central chez le sujet immunocompétent." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS085.

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Les LPSNC représentent une localisation rare des lymphomes B diffus à grandes cellules (LBDGC), d’immunophénotype post-GC, dont la tumorigenèse reste mal connue.Notre objectif était de caractériser les altérations moléculaires des LPSNC à l’aide de techniques d’analyse haut débit.Notre projet a montré comme principaux résultats : 1/ la haute fréquence de mutations touchant des gènes impliqués dans la voie de signalisation BCR/TLR/NF-κB, en particulier MYD88, CD79B et TBL1XR1 ; 2/ des déséquilibres chromosomiques récurrents, en particulier la perte du 6q22 et du 6p (locus HLA) ; 3/ des mutations du promoteur de TERT et 4/ des transcrits de fusions ETV6-IGH.Plusieurs altérations semblent être des biomarqueurs pronostiques (i.e perte du 6q22 et délétions homozygotes de CDKN2A), prédictifs de réponse au traitement ou des cibles prometteuses pour des thérapies innovantes.En conclusion, il existe une grande similitude entre le profil moléculaire des LPSNC et celui des LBDGC extra-cérébraux avec néanmoins quelques spécificités. Les LPSNC peuvent résulter d’une tumorigenèse propre mais aussi de son microenvironnement singulier
PCNSL represent a rare extranodal diffuse large B cell lymphoma (DLBCL) with a post-GC phenotype whose tumorigenesis is still poorly unknown.Our objective was to characterize the molecular genetic alterations of PCNSL using high throughput technologies.Results: We demonstrated 1/ a high incidence of somatic mutations in genes involved in the BCR/TLR/NF-κB pathway, especially MYD88, CD79B and TBL1XR1; 2/ recurrent chromosome imbalances such as 6q22 loss and 6q (HLA locus) homozygous deletions; 3/ TERT promoter mutations and 4/ gene fusions such as ETV6-IGH. Several alterations are associated with a prognostic impact (6q22 loss and CDKN2A homozygous deletions) or are promising targets for novel therapies.To conclude, PCNSL and extracerebral DLBCL share many similarities in terms of molecular genetic profile despite some specificities. PCNSL may result from a specific tumorigenesis but also from its peculiar microenvironment

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Hoang, Cong Tuan. "Prise en compte des fluctuations spatio-temporelles pluies-débits pour une meilleure gestion de la ressource en eau et une meilleure évaluation des risques." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00658537.

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Réduire la vulnérabilité et accroître la résilience des sociétés d'aujourd'hui aux fortes précipitations et inondations exige de mieux caractériser leur très forte variabilité spatio-temporelle observable sur une grande gamme d'échelle. Nous mettons donc en valeur tout au long de cette thèse l'intérêt méthodologique d'une approche multifractale comme étant la plus appropriée pour analyser et simuler cette variabilité. Cette thèse aborde tout d'abord le problème de la qualité des données, qui dépend étroitement de la résolution temporelle effective de la mesure, et son influence sur l'analyse multifractale et la détermination de lois d'échelle des processus de précipitations. Nous en soulignons les conséquences pour l'hydrologie opérationnelle. Nous présentons la procédure SERQUAL qui permet de quantifier cette qualité et de sélectionner les périodes correspondant aux critères de qualité requise. Un résultat surprenant est que les longues chronologies de pluie ont souvent une résolution effective horaire et rarement de 5 minutes comme annoncée. Ensuite, cette thèse se penche sur les données sélectionnées pour caractériser la structure temporelle et le comportement extrême de la pluie. Nous analysons les sources d'incertitudes dans les méthodes multifractales " classiques " d'estimation des paramètres et nous en déduisons des améliorations pour tenir compte, par exemple, de la taille finie des échantillons et des limites de la dynamique des capteurs. Ces améliorations sont utilisées pour obtenir les caractéristiques multifractales de la pluie à haute résolution de 5 minutes pour plusieurs départements de la France (à savoir, les départements 38, 78, 83 et 94) et pour aborder la question de l'évolution des précipitations durant les dernières décennies dans le cadre du changement climatique. Cette étude est confortée par l'analyse de mosaïques radars concernant trois événements majeurs en région parisienne. Enfin, cette thèse met en évidence une autre application des méthodes développées, à savoir l'hydrologie karstique. Nous discutons des caractéristiques multifractales des processus de précipitation et de débit à différentes résolutions dans deux bassins versant karstiques au sud de la France. Nous analysons, en utilisant les mesures journalière, 30 minutes et 3 minutes, la relation pluie-débit dans le cadre multifractal. Ceci est une étape majeure dans la direction d'une définition d'un modèle multi-échelle pluie-débit du fonctionnement des bassins versants karstiques

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Pesson, Marine. "Progression tumorale dans le cancer colorectal : analyse de l'expression de l'ensemble des gènes du génome humain et de l'épissage alternatif par des approches à haut débit." Thesis, Brest, 2013. http://www.theses.fr/2013BRES0087.

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Une analyse multiple des mutations, de l’expression des transcrits et de l’épissage alternatif a été réalisée dans des biopsies de lésions colorectales, correspondant à des stades variés de transformation, afin de rechercher des altérations qui caractériseraient la transformation de la muqueuse normale en adénome, puis en adénocarcinome. Cette analyse est basée sur l’utilisation de différentes technologies de puces à ADN. Des altérations spécifiques à chaque type de lésions colorectales ont été mises en évidence, démontrant que les adénomes et les adénocarcinomes sont des entités distinctes. Cependant, des altérations communes ont aussi été identifiées, confirmant que l’adénome est un état transitoire avant l’adénocarcinome. Une sélection clonale et des effets environnementaux sont sans doute à l’origine de la progression des adénomes en adénocarcinomes. Des voies de signalisation cellulaire caractéristiques de cette transformation ainsi qu’une classification des lésions colorectales ont été recherchées. Une signature de 40 transcrits a été identifiée, qui pourrait permettre de prédire la transformation des adénomes en adénocarcinomes. Des événements d’épissage alternatif ont aussi été détectés dans les adénomes, suggérant l’implication, à un stade précoce, de ces altérations dans le processus de cancérisation. Enfin, une puce à ADN « à façon » a été élaborée, qui s’inscrit dans une perspective d’appui à la mise en oeuvre de thérapeutiques anticancéreuses. Elle permet en effet d’analyser l’épissage alternatif des gènes codant les protéines cibles des nouvelles thérapies ciblées du cancer
A genome-wide analysis of mutation, gene expression and alternative pre-mRNA splicing was performed in colorectal normal mucosa, adenoma and adenocarcinoma biopsy samples in order to look for some alterations that could characterize the stepwise “colorectal normal mucosa-adenoma-adenocarcinoma” transition. It was conducted through different microarray-based experiments. Alterations specific for either adenomas or adenocarcinomas were identified. Nevertheless, most deregulated genes in adenocarcinomas were shared between adenomas and adenocarcinomas, in agreement with the notion that adenomas are precursor lesions for adenocarcinomas. Adenomas may have different outcomes, depending on environment, some evolving towards cancer, while others could be prone to disappearance. Pathway enrichment in colorectal lesions and classification of colorectal lesions were investigated. A 40-gene set was identified as a gene expression signature that could help predicting patients, at time of adenoma ablation, with a risk for developing colorectal cancer. Splicing profiles were also identified in colorectal lesions, suggesting that alternative splicing may play a major role in cancer outcome. Finally, a custom microarray was designed with the aim to predict the response of patients before treatment. This custom microarray makes it possible to analyze transcript structure and levels for genes involved in the response to targeted anticancer therapies

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Ariel, Olivier. "Analyse de l’expression génique des macrophages bovins face à la maladie de Johne et leur réponse à l’infection in vitro par Mycobacterium avium sous-espèce paratuberculosis." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11087.

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Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) est l’agent pathogène responsable de la maladie de Johne qui est aussi connue sous le nom de paratuberculose. Cette maladie affecte principalement les ruminants, mais également d’autres animaux d’élevages et sauvages. Les mécanismes de pathogenèse de la paratuberculose sont toujours peu compris, mais il est connu que MAP est capable de s’évader du système immunitaire de son hôte pendant plusieurs années en utilisant les macrophages comme réservoir principal. L’effet de MAP dans l’infection des macrophages est souvent étudié en utilisant des vaches saines ou encore infectées de façon expérimentale, mais les études sur l’effet à long terme de la paratuberculose en étudiant les macrophages de vaches atteintes sont manquantes. Dans mon projet, le transcriptome de macrophages primaires dérivés des monocytes circulants infectés in vitro par MAP a été analysé par séquençage haut débit de l’ARN (RNA-seq). Des différences importantes dans les interactions hôtes-pathogènes ont été observées dans les signatures d’expression génique des vaches diagnostiquées comme négatives ou positives. Ces modifications mettent en lumière la mise en place de processus durables dans l’établissement de la paratuberculose. Les modifications clés observées lors de mon projet sont un débalancement immunométabolique, un changement dans l’homéostasie du cholestérol et des lipides intracellulaires, ainsi qu’un patron d’expression génique associé à l’établissement d’une tolérance mémoire chez les macrophages. En effet, les résultats obtenus lors de ce projet consolident l’hypothèse selon laquelle MAP pourrait induire un état de type tolérance dans les monocytes sanguins périphériques circulants lorsqu’ils se différencient en macrophages. De ce fait, MAP pourrait promouvoir davantage la persistance de la maladie en influençant le comportement des macrophages à long terme. Cette étude contribue à une meilleure compréhension du contrôle de MAP sur les cellules immunitaires et de ses mécanismes de survie.

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Nordell-Markovits, Alexei. "Développement d'une librairie de code et d'outils bio-informatiques faciliant l'analyse de grandes quantités de données génomiques." Thèse, Université de Sherbrooke, 2016. http://hdl.handle.net/11143/9601.

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Carouge, Élisa. "Récepteur MET et fusions ETS : co-acteurs dans la progression du cancer de la prostate." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2024. https://pepite-depot.univ-lille.fr/ToutIDP/EDBSL/2024/2024ULILS005.pdf.

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Le cancer de la prostate (CaP) a l'incidence la plus élevée parmi les cancers masculins dans les pays européens et américains. Dans les stades avancés de la maladie, le développement des métastases (osseuses dans 80% des cas) entraîne un taux de mortalité important. Le récepteur MET et les fusions de gènes ETS avec un promoteur hormono-dépendant sont des acteurs importants dans la progression du cancer de la prostate. Parmi les membres de la famille de facteurs de transcription ETS, ERG est retrouvé dans 60% des cas des fusions et ETV1 dans 10% des cas. MET est un récepteur à activité tyrosine kinase exprimé dans les stades avancés de la maladie, dans les tumeurs hormono-résistantes et les métastases osseuses. Les fusions ERG et ETV1 sont retrouvées tout au long de la maladie, allant des stades d'initiation jusqu'aux stades métastatiques. De façon intéressante, il existe de nombreux liens fonctionnels entre MET et ERG/ETV1 suggérant leur appartenance à la même voie de régulation. Le but de notre étude est de comprendre le rôle individuel du récepteur MET et des fusions ETS ainsi que leur collaboration dans la progression du CaP.Pour ce faire, nous avons mis en place des modèles cellulaires de CaP hormono-indépendants dans lesquels l'expression et l'activité du récepteur MET sont effectives et pour lesquels une surexpression de ERG ou ETV1 a été induite via une infection rétrovirale. Ces modèles ont été utilisés pour réaliser des tests phénotypiques de prolifération, migration ou encore invasion, une analyse transcriptomique comparative (RNAseq) et des tests in vivo chez des souris humanisées exprimant l'HGF humain.Les résultats que nous avons obtenus montrent que les facteurs de transcription ERG et ETV1 induisent des capacités migratoires et invasives plus importantes in vitro et que l'activation de la voie de signalisation du récepteur amplifie les effets. In vivo, ERG et ETV1 entraînent des volumes tumoraux plus importants après injection des cellules en sous-cutanée et l'application d'un traitement par un inhibiteur spécifique de MET réverse ces effets. Finalement, la réalisation d'une analyse transcriptomique, comparant les différents modèles, a permis d'identifier des gènes différentiellement exprimés selon la surexpression de ERG, de ETV1 et/ou de l'activation de la voie MET, gènes cibles signature pouvant potentiellement être impliqués dans la progression tumorale.Ainsi, les données obtenues montrent pour la première fois une collaboration entre le récepteur MET et les facteurs ERG/ETV1 pour induire des caractéristiques plus agressives dans des modèles de CaP. A terme, le projet vise à identifier des signatures moléculaires de cette coopération afin de mettre en lumière des outils de pronostic, diagnostic ou encore de thérapie ciblée
Prostate cancer (PCa) has the highest incidence of all male cancers in Europe and the USA. In the advanced stages of the disease, the development of metastases (bone metastases in 80% of cases) leads to a high mortality rate. MET receptor and ETS gene fusions with a hormone-dependent promoter are important actors in the progression of prostate cancer. Among the members of the ETS family of transcription factors, ERG is found in 60% of fusions and ETV1 in 10%. MET is a tyrosine kinase receptor expressed in the advanced stages of the disease, in hormone-resistant tumours and in bone metastases. ERG and ETV1 fusions are found throughout the disease, from initiation to metastatic stages. Interestingly, there are many functional links between MET and ERG/ETV1, suggesting that they belong to the same regulatory pathway. The aim of our study is to understand the individual roles of MET receptor and ETS fusions and their collaboration in PCa progression.To this end, we built hormone-independent CaP cellular models in which MET receptor expression and activity are effective and ERG or ETV1 overexpression has been induced via retroviral infection. These models were used to perform phenotypic tests of proliferation, migration and invasion, comparative transcriptomic analysis (RNAseq) and in vivo tests in humanised mice expressing human HGF. The results we obtained show that the transcription factors ERG and ETV1 induce greater migratory and invasive capacities in vitro and that activation of the receptor signalling pathway amplifies the effects. In vivo, ERG and ETV1 induce larger tumour volumes after subcutaneous injection of the cells, and treatment with a specific MET inhibitor reverses these effects. Finally, a transcriptomic analysis comparing the different models, permits to identify genes differentially expressed according to overexpression of ERG, ETV1 and/or activation of MET pathway, signature target genes potentially involved in tumour progression.The data obtained show, for the first time, a collaboration between MET receptor and ERG/ETV1 factors to induce more aggressive characteristics in PCa models. The project aims to identify the molecular signatures of this cooperation in order to highlight prognostic, diagnostic and targeted therapy tools

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Lorentzen, Marc. "Diversity and genomic characteristics of Oenococcus oeni." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0428.

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Oenococcus oeni est une espèce de bactérie lactique adaptée à l'environnement hostile de la fermentation du vin. Elle montre un degré de spécialisation remarquable face au stress provoqué par le faible pH et la forte teneur en éthanol, ce qui lui permet de proliférer là où la plupart des bactéries ne survivent pas. Cette bactérie est très importante dans la production de vin, car elle réalise la fermentation malolactique, qui se produit après la fermentation alcoolique, et au cours de laquelle l'acide malique est métabolisé en acide lactique et où le vin est désacidifié. L'espèce accumule des mutations plus vite que les autres espèces de bactéries lactiques, ce qui a probablement accéléré le processus de domestication. Son degré de spécialisation a été démontré par la présence de populations spécifiques adaptées aux vins rouges ou aux vins blancs dans la même région. Dans cette étude, nous avons utilisé des approches de séquençage haut débit et de génomique pour élucider la diversité des souches d’O. oeni, identifier leurs caractéristiques génomiques et mesurer leur dispersion dans différents environnements ainsi que leur dynamique au cours des fermentations. En raison de son importance pour la vinification, plusieurs centaines de souches ont été isolées et séquencées. Dans ce travail, nous avons augmenté la collection de génomes en séquençant des souches de cidre et de kombucha et en effectuant des analyses phylogénétiques afin de clarifier la structure de la population de l'espèce. En calculant un pangénome à l'échelle de l'espèce, nous avons effectué une analyse génomique comparative afin d'explorer des gènes spécifiques à une ou plusieurs sous-populations. Avec le séquençage de nouvelle génération, nous avons produit des génomes entièrement circularisés à partir des principales sous-populations et analysé leurs arrangements génomiques. Ces nouveaux génomes ont été annotés avec de nouveaux pipelines automatiques et une curation manuelle pour la première fois depuis la publication du génome de référence PSU-1. L’évolution des communautés bactériennes au cours de la fermentation, du moût de raisin au vin fini, a été examinée par le séquençage de fragments 16S dans quatre exploitations du bordelais. À l’aide d’amorces universelles et spécifiques, nous avons comparé la biodiversité des espèces dans des vins issus d’agriculture biologique ou conventionnelle. De plus, en se basant sur les groupes phylogénétiques de souches d’O. oeni nouvellement définis, nous avons développé une méthode de qPCR pour analyser la dispersion des groupes de souches d’O. oeni et leur dynamique au cours des fermentations. Cette nouvelle méthode a également été utilisée pour analyser la diversité des souches d’O. oeni dans les vins de base de Cognac et au cours de la production de cidre, deux produits qui se distinguent des productions de vins traditionnels par la non-utilisation de sulfites. Les deux autres espèces du genre Oenococcus, O. kitaharae et O. alcoholitolerans, se retrouvent également dans les environnements de boissons fermentées. O. kitaharae ne possède pas de gène malolactique fonctionnel, mais O. alcoholitolerans, découvert plus récemment, serait capable de réaliser la réaction malolactique. Nous l’avons caractérisée, ainsi que sa tolérance aux facteurs de stress de l'environnement vin. Constatant qu'elle était incapable de survivre dans le vin, nous avons produit un génome entièrement circularisé d'O. alcoholitolerans et effectué une analyse de génomique comparative afin d'identifier les gènes d'O. oeni lui permettant de tolérer le pH et l'éthanol, ce qui manque à O. alcoholitolerans et à O. kitaharae. En conclusion, nous avons utilisé les nouvelles technologies de séquençage de nouvelle génération pour produire des génomes de haute qualité et effectuer des analyses comparatives approfondies à l’échelle de l’espèce qui nous ont permis d’identifier des gènes susceptibles d’expliquer l’adaptation d’O. oeni à l’environnement
Oenococcus oeni is a lactic acid bacteria species adapted to the inhospitable environment of fermenting wine, where it shows a remarkable degree of specialization to the stress of low pH and high ethanol that allows it to proliferate where most bacteria fail to survive. The bacteria is supremely important in wine production, because it carries out malolactic fermentation, a process that occurs after alcoholic fermentation, where malic acid is metabolised into lactic acid and the pH of the wine is raised. The species has only a small genome and accumulates mutations several orders of magnitude faster than other lactic acid bacteria due to a loss of DNA mismatch repair genes. This has likely sped up the process of domestication to wine. The degree of specialization has been demonstrated by finding specific populations adapted to red or white wines in the same region. In this study, we used high throughput sequencing and genomics approaches to elucidate the diversity of O. oeni strains, to identify their genomic characteristics and measure their dispersion in different environments as well as their dynamics during fermentation. Because of its importance to wine-making, several hundred strains have been isolated and sequenced. In this work, we have expanded upon the collection of genomes by sequencing strains from cider and kombucha and performing phylogenetic analyses to clarify the population structure of the species. By calculating a species-wide pangenome, we performed comparative genomics to explore gene clusters that were specific to one or more sub-populations. With next generation sequencing, we produced fully circularized genomes from the major sub-populations and analysed their genomic arrangements. These new genomes were annotated with new, automatic pipelines and manual curation for the first time since the publication of the reference genome PSU-1. The evolution of bacterial communities over the course of fermentation, from grape must to finished wine, was examined with 16S amplicon sequencing in four Bordeaux wineries. Using a universal and a specific primer-set, we compared the biodiversity in wines resulting from organic or conventional farming practices. In addition, with the newly defined phylogenetic groups, we developed a qPCR experiment to detail the composition of O. oeni in the fermentations and cemented the dispersal of even rarely isolated strain sub-populations in grape must. This new method was also used to analyse the diversity of O. oeni strains in the base wines of Cognac and during the production of cider, two products that are distinguished from traditional wine production by not using sulfite. The two other species in the Oenococcus genus, kitaharae and alcoholitolerans, are also found in the environments of fermenting beverages. O. kitaharae does not have a functional malolactic gene, but the more recently discovered O. alcoholitolerans was thought capable of performing the malolactic reaction. We characterized this, as well as the species tolerance for the stressors of the wine environment. Finding it unable to survive in wine, we produced a fully circularized genome of O. alcoholitolerans and performed a comparative genomics analysis to identify the O. oeni genes that enable it to tolerate the pH and ethanol, which O. alcoholitolerans and O. kitaharae lacks. In conclusion, we have used the new technologies of next generation sequencing to produce high-quality genomes and performed extensive, species-wide comparative analyses that allowed us to identify patterns in gene presence that provide likely explanations for environmental adaptation

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Le, Guennec Kilan. "Variants rares et analyse d'exomes : application à la maladie d'Alzheimer du sujet jeune." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR148/document.

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L’avènement du séquençage haut débit permet actuellement d’étudier et d’analyser la part de lacomposante génétique des maladies complexes médiée par les variants rares. Cependant, leurinterprétation représente un défi majeur. En effet, le séquençage de milliers d’exomes et degénomes a révélé la complexité du polymorphisme humain et notamment la surreprésentation devariants rares. Et malgré le développement de logiciels d’analyse ainsi que de différentes bases dedonnées, la priorisation des variants rares reste difficile. Dans le cadre de cette thèse, nous avons focalisé nos analyses sur les variations génétiques rares impliquées dans la maladie d’Alzheimer (MA). D’un point de vue génétique, la MA répond dans une majorité des cas à un déterminisme multifactoriel mais une minorité des cas sont des formes précoces à transmission autosomique dominante. La caractérisation des gènes PSEN1, PSEN2 et APP responsables des formes mendéliennes de MA a permis de formuler l’hypothèse de la cascade amyloïde en plaçant le peptide amyloïde (Aβ) au centre du processus physiopathologique. Afin de détecter de nouveaux facteurs de risque génétique dans la survenue de la MA, nous avons réalisé une étude d’association à partir de données de séquençage d’exomes de 522 cas atteints de formes précoces de MA et 584 contrôles. Les premières analyses ont porté sur les variants mononucléotidiques ainsi que les courtes insertions/délétions et ont permis de mettre en évidence un enrichissement en variants rares prédits délétères dans le gène ABCA7 chez les individus malades. Notre attention s’est ensuite portée sur les variations du nombre de copies (CNVs). L’absence de récurrence à l’échelle d’un gène nous a amené à travailler sur une liste de gènes. En nous focalisant sur l’hypothèse amyloïdergique, nous avons construit une liste de 342 gènes impliqués dans le métabolisme et la toxicité du peptide Aβ. Grâce à cette stratégie, nous avons ainsi réussi à mettre en évidence un enrichissement de CNVs rares intersectant ce réseau centré sur le peptide Aβ. Le résultat majeur de cette étude de CNVs a été la mise en évidence d’une duplication du locus 17q21.31 chez 5 patients atteints d’une maladie neurodégénérative similaire à une maladie d’Alzheimer. Les patients porteurs présentent un diagnostic clinique de MA, des biomarqueurs et une imagerie métabolique en faveur d’une neurodégénérescence de type Alzheimer. En revanche, l’imagerie amyloïde et l’analyse neuropathologique n’ont pas révélé de pathologie amyloïde et sont donc en faveur d’une tauopathie pure. L’étude des CNVs a également révélé une délétion partielle du gène PSEN1, emportant les exons 9 et 10, pour laquelle nous avons pu réaliser des études fonctionnelles. Nous avons ainsi pu déterminer que la protéine mutante favorisait la production de peptides amyloïdes plus longs, ces derniers étant des médiateurs majeurs de la neurotoxicité d’Aβ
Next-generation sequencing allows studying and analyzing the genetic component part of complexdiseases mediated by rare variants. However, their interpretation represents a major challenge.Indeed, the sequencing of thousands of exomes and genomes revealed the human polymorphismcomplexity and in particular the overrepresentation of rare variants. Despite the development ofsoftwares and variant databases, the prioritization of rare variants remains arduous. My thesis subject was focused on the involvement of rare variants in Alzheimer's disease (AD). From a genetic point of view, AD is caused, in most cases, by a multifactorial determinism, but a minority of cases are autosomal dominant early-onset forms (ADEOAD). The characterization of mutations in the PSEN1, PSEN2 and APP genes as a cause of these Mendelian forms of AD led to the formulationof the amyloid cascade hypothesis, stating that the amyloid-β peptide (Aβ) is triggering the pathophysiological process. In order to detect new genetic risk factors involved in AD, we performed an association study using exome sequencing data from 522 cases with early-onset Alzheimer Disease and 584 controls. The first analyzes focused on single nucleotide variants and short insertions / deletions, and revealed an enrichment in cases of variants that are predicted to be deleterious in the ABCA7 genes. We then then focused on copy number variations (CNVs). The lack of recurrence at the gene-level incited us to work on a gene list. By focusing on the amyloidogenic hypothesis, we built a list of 342 genes involved in the metabolism and toxicity of the Aβ peptide. Thanks to this strategy, we found an enrichment of rare CNVs intersecting this Aβ network in cases.The main result of this CNV study was the identification of a duplication of the 17q21.31 locus in 5patients with a neurodegenerative disease similar to Alzheimer's disease. These patients have aclinical diagnosis of AD, as well as biomarkers and metabolic imaging consistent with an ADneurodegeneration. However, amyloid imaging and neuropathological analysis did not reveal anyamyloid pathology, and were therefore pointing to a pure tauopathy. This CNV study also revealed a partial deletion of the PSEN1 gene, overlapping exons 9 and 10, for which we performed functional studies. We demonstrated that the mutant protein enhanced the production of longer amyloid peptides, the latter being major mediators of Aβ neurotoxicity

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Tignat-Perrier, Romie. "Facteurs de structuration des communautés microbiennes de la couche limite atmosphérique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAU034.

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La couche limite planétaire est la couche atmosphérique la plus basse qui est en interaction directe et constante avec les surfaces terrestres et marines sur lesquelles se concentrent les activités humaines, les cultures et divers écosystèmes. Comprendre l’origine de sa composition à la fois chimique et microbiologique est fondamental dans notre étude approfondie de la biosphère. Alors que les microorganismes de la couche limite planétaire – retrouvés jusqu’à 106 cellules par mètre cube d’air – semblent varier significativement à l’échelle spatiale et temporelle en termes de concentration et de diversité, ils restent largement méconnus. L’objectif principal de cette thèse est de comprendre comment se structurent les communautés microbiennes dans la troposphère, et en particulier dans la couche limite planétaire, ainsi que d’identifier les facteurs de contrôle majeurs. En travaillant sur des échantillons collectés pendant plusieurs semaines sur neuf sites répartis sur la planète, et en utilisant les technologies de séquençage ADN haut-débit, nous avons étudié la composition taxonomique et fonctionnelle des communautés microbiennes de la phase gazeuse et solide de l’atmosphère (c’est-à-dire non associés aux nuages).Nos premiers résultats sur la taxonomie des communautés microbiennes révèlent que les surfaces proches des sites sont les contributeurs principaux de distribution des communautés microbiennes atmosphériques, malgré l’occurrence potentielle du transport longue-distance des microorganismes atmosphériques. Egalement, les conditions météorologiques combinées à la diversité des surfaces locales terrestres ou océaniques jouent un rôle important dans la variation temporelle de la structure des communautés microbiennes de la couche limite planétaire. Une deuxième étude nous a permis d’étudier davantage la variation temporelle des communautés microbiennes atmosphériques sur un site continental montagneux en France (1465 m d’altitude) sur une année complète. Cette étude révèle l’importance des conditions de surface des paysages aux alentours dans la composition taxonomique des communautés atmosphériques. L’évolution au cours de l’année des terres agricoles et de la végétation, qui composaient en majeure partie le paysage du site, était responsable du changement temporel observé dans la composition taxonomique des communautés microbiennes atmosphériques. Finalement, nous avons étudié la composition fonctionnelle des communautés microbiennes de la couche limite planétaire afin d’identifier si les conditions physiques et chimiques de l’atmosphère jouaient un rôle dans la sélection ou adaptation microbienne des microorganismes atmosphériques. L’analyse comparative de données métagénomiques ne révèle pas de signature atmosphérique spécifique du potentiel fonctionnel des communautés microbiennes atmosphériques. La composition fonctionnelle semble avant tout liée aux écosystèmes locaux. Toutefois, nous avons observé que les champignons étaient plus dominants relativement aux bactéries dans l’air comparativement aux autres écosystèmes. Ce résultat suggère un processus de sélection des champignons durant l’aérosolisation et/ou le transport aérien. Les champignons pourraient survivre davantage l’aérosolisation et le transport aérien comparativement aux bactéries du fait de leur résistance naturelle aux conditions physiques stressantes de l’atmosphère. Nos résultats ont apporté une meilleure compréhension des facteurs déterminants (c’est-à-dire les surfaces locales, les sources distantes, les conditions météorologiques locales, les conditions physiques stressantes de l’atmosphère) et de leur contribution dans la structuration des communautés microbiennes de la couche limite atmosphérique. Nos investigations constituent une base importante pour de nouvelles études sur la prévision et le contrôle des communautés microbiennes atmosphériques, afin de répondre à des questions majeures dans les domaines de la santé publique et de l’agronomie
Up to 106 microbial cells per cubic meter are found in suspension in the planetary boundary layer, the lowest part of the atmosphere. Direct influences of the planetary boundary layer on humans, crops and diverse ecosystems like soils and oceans make the full understanding of its composition, both chemical and microbiological, of utmost importance. While microbial communities of the planetary boundary layer vary significantly at different temporal and spatial scales, they remain largely unexplored. The main goal of this thesis was to understand how airborne microbial communities are structured in the troposphere with special emphasis on the planetary boundary layer and to identify their main controlling factors. We investigated both the taxonomic and functional composition of airborne microbial communities in the dry phase (i.e. not cloud-associated) over time at nine different geographical sites around the world using high throughput sequencing technologies.Our investigation that focused on microbial taxonomy showed that local landscapes were the main contributors to the global distribution of airborne microbial communities despite the potential occurrence of long-range transport of airborne microorganisms. We also observed that meteorology and the diversity of the surrounding landscapes played major roles in the temporal variation of the microbial community structure in the planetary boundary layer. We further explored the temporal variation of airborne microbial communities at a continental and mountainous site in France (1465 m above sea level) over a full-year. This study demonstrated the importance of the surface conditions (i.e. vegetation, snow cover etc.) of the surrounding landscapes on the taxonomic composition of airborne microorganisms. The seasonal changes in agricultural and vegetated areas, which represented a significant part of the site’s surrounding landscape, were correlated to the shifts in the taxonomic composition of airborne microbial communities during the year. Finally, we investigated the functional composition of microbial communities of the planetary boundary layer to identify whether the physical and chemical conditions of the atmosphere played a role in selection or microbial adaptation of airborne microorganisms. The comparative metagenomic analysis did not show a specific atmospheric signature in the functional potential of airborne microbial communities. To the contrary, their functional composition was mainly correlated to the underlying ecosystems. However, we also showed that fungi were more dominant relatively to bacteria in air as compared to other (planetary bound) ecosystems. This result suggested a selective process for fungi during aerosolization and/or aerial transport and that fungi might likely survive aerosolization and/or aerial transport better than bacteria due to their innate resistance to stressful physical conditions (i.e. UV radiation, desiccation etc.). Our results provide a clearer understanding of the factors (i.e. surrounding landscapes, distant sources, local meteorology, and stressful physical atmospheric conditions) that control the distribution of microbial communities in the atmospheric boundary layer. Our investigations provide a basis for further studies on the prediction and even control of airborne microbial communities that would be of interest for public health and agriculture

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Brosseau, Jean-Philippe. "Détection, annotation fonctionnelle et régulation des isoformes de l'épissage alternatif associées au cancer de l'ovaire." Thèse, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6652.

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Résumé: L’expression des gènes modifiés contribue à l’initiation et la progression du cancer. Malheureusement, les recherches actuelles s’attardent essentiellement à l’expression globale des gènes sans tenir compte des différentes isoformes des ARNm résultant de l’épissage alternatif, codant potentiellement pour des protéines de fonctions différentes. En effet, la haute similitude et la complexité des isoformes ARNm rendent la discrimination des isoformes laborieuse, raisons pour lesquelles l’épissage alternatif est historiquement étudié gène par gène. C’est la raison pour laquelle nous avons développé une méthodologie à haut débit pour la quantification des isoformes d’ARNm. Basé sur cette technique, cette Thèse présente une série d’évidences qui appuie l’hypoThèse selon laquelle certaines isoformes d’ARNm sont nécessaires à la tumorigénèse. Précédemment, des études bioinformatiques à grande échelle ainsi que des validations expérimentales à petite échelle ont révélé la présence d’isoformes spécifiques à certains types de cancers. Toutefois, ces conclusions ont été tirées à partir de tumeurs dont le contenu cellulaire est hétérogène. Or, il est bien connu que les niveaux des isoformes d’ARNm diffèrent largement en fonction du type cellulaire et il est possible que les différences observées dans des tumeurs entières soient des artéfacts résultant de la complexité cellulaire des tissus comparés. En nous basant sur le cancer de l’ovaire comme modèle, nos préparations homogènes de différents types cellulaires nous ont permis de révéler la présence d’isoformes associées au cancer indépendamment de l’hétérogénéité des tumeurs. Étonnamment, les changements les plus intéressants ne se retrouvent pas dans les cellules cancéreuses à proprement dites, mais dans les cellules "normales" en bordure de la tumeur. Notre analyse des facteurs de régulation de ces isoformes nous a permis d’affirmer que ces changements ne sont pas dûs à un dérèglement anarchique des cellules cancéreuses, mais découlent plutôt d’un programme destiné à avantager les cellules cancéreuses. Pour évaluer la fonction des isoformes d’ARNm, nous avons généralisé des outils moléculaires permettant de reprogrammer spécifiquement l’expression d’isoformes de gènes cible dans des lignées cellulaires cancéreuses. Ainsi, le criblage systématique d'isoformes d’ARNm de gènes cibles associés au cancer a permis de révéler leur caractère pro-cancer dans des essais in vitro. L'ensemble de ces travaux démontrent la contribution des isoformes d’épissage dans le développement des tumeurs solides. // Abstract: Cancer cells modify their gene expression pattern to promote tumor growth. Unfortunately, current research focuses almost exclusively on global gene expression changes, without taking into account the fact that the majority of genes produce multiple alternative splicing variants, which potentially code for proteins of different functions In fact, the main reason splicing isoforms are still studied on a gene by gene basis is because the high sequence similarity and complexity of mRNA isoforms make it very difficult to detect and quantify them. To overcome this difficulty, we developed a high-throughput methodology to accurately quantify splicing isoforms. This methodology has been applied in this thesis to generate evidence supporting a causal role for splicing isoforrns in the tumorigenesis of solid tumors. A few years ago, genome-wide bioinformatics predictions, and some experimental validations in human tissues, suggested the existence of cancer-specific splicing isoforms. However, these conclusions may be simply explained by the cellular heterogeneity of tumor. In fact, it is well established that alternative splicing is a cell type-specific process. To address this, we microdissected cancer tissues and demonstrated that some splicing isoforms are truly cancer-associated and independent of tumor cell type content. Surprisingly, the most interesting changes were found in the "normal" stromal cells surrounding the tumor and not within the cancer cells. Our analysis of splicing-factor expression changes using the same tissue set allowed us to confirm that these splicing shifts were not a random process, but rather part of a defined splicing program promoting tumor development. To evaluate the functional contribution of splicing isoforms, we developed molecular tools that modulate splicing of endogenous targets in cancer cell lines. We used these tools to decipher the pro-cancer properties of cancer-associated splicing isoforms using in vitro assays. Overall, this work demonstrated the contribution of splicing isoforms in solid tumor development.

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Gaudin, Maxime. "Human RNA bait library depletion for human (viral) pathogen discovery using shotgun metagenomic sequencing." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0697/document.

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La métagénomique virale est une approche prometteuse pour la détection et l’identification sans a priori de potentiels nouveaux pathogènes.Cependant, son utilisation reste encore marginale en raison de l’importante contamination des viromes par les séquences nucléiques de l’hôte.L'objectif de cette thèse était d’améliorer l’approche de métagénomique pour le diagnostic clinique de maladies infectieuses virales en augmentant le ratio de séquences pathogène/hôte par déplétion des acides nucléiques humains.Le premier chapitre consiste en une synthèse bibliographique des approches de métagénomique virale en recherche clinique et des challenges à relever dans ce domaine. Elle inclut également une revue sur les approches de capture/séquençage ciblées de certains pathogènes dans le domaine des maladies infectieuses humaines.Le deuxième chapitre propose une mise au point méthodologique permettant d’enrichir les métagénomes en séquences non-humaines basée sur l’hybridation et la capture de l’ensemble des acides nucléiques de l’hôte après hybridation avec des sondes ARN humaines biotinylées.Le troisième chapitre est divisé en deux sous-chapitres qui proposent l’application de ce protocole à la détection d’agents potentiellement impliqués (1) dans un cas fatal d’encéphalite et (2) dans un cas énigmatique d’endocardite infectieuse à hémoculture négative.Dans un quatrième chapitre, l’approche méthodologique que nous avons développée est discutée et les résultats sont replacés dans un contexte élargi d’émergence des maladies infectieuses et de lien de causalité entre l’agent détecté et la pathologie observée
Viral metagenomics, which is based on the random shotgun sequencing of all viral genomes present in a sample, is a promising approach for blind detection and identification of potential new pathogens. Its use is however still marginal because of the large proportion of human nucleic sequences. In this context, this thesis work aims at improving the metagenomic approach for the clinical diagnosis of viral infectious diseases by increasing the ratio of pathogen-to-host sequences trough depletion of human nucleic acids from the samples. The first chapter of this thesis consists in a bibliographic synthesis of viral metagenomic approaches in clinical research and the challenges we faced in this field. This bibliographic overview also includes a review article on targeted-enrichment sequencing approaches for pathogen detection in the field of human infectious diseases. The second chapter proposes a methodological development allowing the enrichment of non-human sequences from metagenomes through hybridization and capture of human nucleic acids with biotinylated human RNA probes. The third chapter is divided into two sub-chapters that propose the application of this protocol to the detection of putative pathogens in (1) a fatal case of encephalitis and (2) an enigmatic case of blood-culture negative infectious endocarditis. The methodological approach developed during this work is finally discussed in a fourth chapter, which also replaces the results obtained in the broader context of emerging infectious diseases and validation of the causal link between the agent detected and the observed pathology

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