Evolutivité : le cas des intégrons et utilisation de séquences synonymes en évolution dirigée

par Guillaume Cambray

Thèse de doctorat en Génétique

Sous la direction de Didier Mazel.

Soutenue en 2009

à Paris 7 .


  • Résumé

    La stabilité phénotypique est essentielle au succès d'organismes évoluant sous des conditions constantes. L'environnement est néanmoins soumis à de perpétuelles variations stochastiques, auxquelles les êtres vivants doivent sans cesse s'adapter. L'évolutivité caractérise la capacité d'une population à répondre à de telles pressions sélectives par la génération de modifications phénotypiques héritables. La majorité des mutations étant délétères, des processus permettant de limiter la production de telles variations aux seules périodes de stress, ou de la confiner à des loci et phénotypes bien définis, ont été sélectionnés au cours de l'évolution. Les intégrons en constituent une illustration particulièrement sophistiquée. Initialement identifiés comme vecteurs de résistance à de multiples antibiotiques, ces systèmes génétiques bactériens spécialisés dans l'échange, la collecte et l'expression de gènes accessoires constituent une importante source de diversité génétique. Ce travail montre que les intégrons sont directement couplés à une voie majeure de réponse au stress chez les bactéries, le système SOS. En permettant de générer de la variabilité phénotypique en période de stress sans affecter le reste du génome, les intégrons constituent ainsi un exemple paradigmatique d'évolutivité. Un autre aspect de ce travail démontre que des séquences codantes synonymes - bien que spécifiant des protéines identiques - peuvent accéder par mutations ponctuelles à des régions différentes de l'espace phénotypique. Utilisée de manière adéquate, cette propriété permet d'étendre l'évolutivité d'une protéine quelconque dans le cadre d'applications biotechnologiques.

  • Titre traduit

    Evolvability : the integron case and the use of synonymous sequences for directed evolution


  • Résumé

    Phenotypic stability is essential to the success of organisms evolving under steady conditions. However, the environment is subjected to perpetual stochastic variations, to which living beings must constantly adapt. Evolvability characterizes the ability of a population to respond to such selective pressures through the generation of heritable phenotypic changes. Most mutations being deleterious, processes enabling the confinement of mutations to periods of stress, or to specific loci and well-defined phenotypes, have been selected over evolution. Integrons constitute a particularly sophisticated illustration of such processes. Initially identified through their involvement in multi-resistance to antibiotics, these bacterial genetic Systems are specialized in the exchange and stockpiling of accessory genes and therefore constitute an important source of genetic diversity. This work shows that integrons are directly coupled with the SOS System, a major bacterial stress response. By allowing the generation of significant phenotypic diversity during periods of stress without impacting the rest of the genome, integrons hence constitute a paradigmatic example of evolvability. Another aspect of this work demonstrates that synonymous coding sequences - although specifying identical proteins -can access different area of the phenotypic space through ponctual mutations. When properly exploited, this property can enhance the evolvability of any protein in the context of biotechnological applications.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (282 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 650 Réf.

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2009) 230

Cette version existe également sous forme de microfiche :

  • Bibliothèque : Université de Lille. Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de Sciences Humaines et Sociales.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2009PA077230
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.