Implication of mobile genetic elements in bacterial communities adaptation

Implication des éléments génétiques mobiles dans l’adaptation des communautés bactériennes

• Auteur / Autrice : Lionel Huang Kuong Ping
• Direction : Pierre Caumette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mutagenèse par insertion

Intégrons

Pétrole

Expression génique

Variabilité génétique

Bactéries

Mots clés libres

Intégrons

Première cassette de gène

Expression de gène

Q-pcr

Banques

Développement de protocole

Résumé

Les intégrons sont des éléments génétiques mobiles connus pour être les vecteurs les plus importants des résistances aux antibiotiques. La prévalence des intégrons a été montrée dans de nombreux environnements. Leur implication dans l’adaptation des bactéries d’environnements cliniques et leur présence dans tous les environnements testés laissent penser que ces structures génétiques sont aussi impliquées dans l’adaptation des communautés bactériennes à des perturbations environnementales. Dans le contexte d’une pollution pétrolière, les objectifs de la thèse étaient i) d'évaluer l’implication des intégrons dans la réponse des communautés bactériennes et ii) d'identifier les gènes bactériens potentiellement impliqués dans cette réponse à partir du métagénome bactérien. Par le suivi des gènes intI nous avons montré que leur diversité au sein des sédiments étudiés diminue en réponse à la pollution pétrolière, suggérant que la communauté bactérienne peut répondre spécifiquement à la pollution en disséminant certains intégrons. Nous avons montré l’induction de la transcription de ces gènes. Ces résultats démontrent que les intégrons répondent à la pollution et sont sans doute impliqués dans l’adaptation des bactéries. Nous avons ensuite développé un protocole permettant la construction de banque de cassettes de gène ayant été mobilisées en dernier. Des gènes apparemment présents de façon récurrente à cette position au sein de certains intégrons ont été identifiés. Enfin, ces travaux ont permis de développer des outils qui vont pouvoir approfondir les connaissances obtenues mais aussi d’étudier les intégrons dans d’autres environnements et soumis à d’autres perturbations.

Integrons are mobile genetic elements known to be the most important vector of antibiotic resistances. Furthermore, integrons prevalency has been shown in many environments. Their implication in clinical bacteria adaptation and their presence in many environments suggest that these genetic structures are also involved in bacterial communities adaptation to environmental disturbances. In oil pollution context, the thesis aims were i) to evaluate integrons implication in response of bacterial communities and ii) to identify, from bacterial metagenome, genes potentially involved in this response. Studying intI genes, we showed that their diversity in studied sediments decrease in response to oil pollution, suggesting that the bacterial community can specifically respond to the pollution by spreading some integrons. We showed induction of some intI genes transcription. These results demonstrate that integrons respond to the pollution and are probably involved in bacterial adaptation. Then we developed a method allowing library construction of lately mobilized gene cassettes. Some genes apparently recurrently present at this position in some integrons were identified. Finally, this work permitted to develop tools which will allow improving obtained knowledge and to study integrons in other environments, and submitted to other disturbances.