Description
Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Analyse combinatoire des réarrangements chromosomiques et reconstruction de génomes ancestraux chez les eucaryotes.
Directrice de thèse:
Alessandra CARBONE (LCQB)
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini
Resumé:
Les réarrangements chromosomiques, par opposition aux mutations ponctuelles, sont des évènements mutationnels de grande taille. Ils sont responsables du changement de l’ordre, de l’orientation et/ou du nombre de copie des gènes le long des chromosomes. Ces réarrangements s’accumulent tout au long de l’évolution produisant une réorganisation importante de l’information génétique contenue dans les génomes des espèces actuelles. La reconstruction de l’histoire évolutive des génomes et la reconstruction des génomes ancestraux sont des problèmes d’autant plus actuels que les nouvelles techniques de séquençage nous permettent de séquencer entièrement, toujours plus, de génomes.
Bien qu’il s’agisse de questions importantes en biologie, la dimension combinatoire du problème et la quantité de données rendent indispensable une approche pluridisciplinaire. Les mathématiciens et les informaticiens ont donc cherché à répondre à ces questions, en les formalisant, mais c’est parfois au prix d’un éloignement de la réalité biologique. Au cours de ce travail de thèse, nous avons cherché à revisiter les différents concepts déjà existants, en redéfinissant les objets biologiques étudiés, en vue de revenir aux questions biologiques initiales. Nous avons ainsi développé une méthode complète et originale, pouvant s’appliquer aux génomes eucaryotes contenant plusieurs chromosomes. Elle se décompose en quatre algorithmes distincts qui : (i) identifient les blocs de synténie (les parties conservées entre génomes n’ayant pas subi de réarrangement chromosomique), en permettant qu’ils puissent se chevaucher, s’inclure ou être dupliqués ; (ii) reconstruisent les arbres phylogénétiques à partir des relations d’adjacence entre les blocs de synténie ; (iii) identifient les réarrangements chromosomiques (i.e. les inversions, translocations, fusions et fissions de chromosomes), accumulés entre deux génomes, tout en s’efforçant d’interpréter, au mieux, les inclusions et les chevauchements de blocs de synténie et (iv) reconstruisent les génomes ancestraux en s’appuyant sur la localisation des réarrangements le long des branches de l’arbre phylogénétique.
Chacune de ces parties a été implémentée et appliquée à 19 génomes de levures et 13 génomes de vertébrés. Les résultats de l’identification des blocs de synténie (i) et des réarrangements chromosomiques (iii) ont pu servir à l’analyse comparée de l’évolution des génomes entre levures et vertébrés ; les résultats de la reconstruction des arbres phylogénétiques (ii) et des génomes ancestraux (iv) ont, quant à eux, été validées par comparaison aux reconstructions existantes.
Doctorant.e: Drillon Guenola