Analyse génomique comparative en taxonomie : classification et reclassification des espèces bactériennes

Comparative genomic analysis in taxonomy : classification and reclassification of bacterial species

• Auteur / Autrice : Rita Zgheib
• Direction : Pierre-Edouard Fournier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie santé. Microbiologie
• Date : Soutenance le 25/11/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Vitrome (Marseille) - Méditerranée Infection
• Jury : Président / Présidente : Florence Fenollar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patricia Renesto, Max Maurin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génome

Pseudomonas

Bactéries

Classification

Mots clés libres

Génome

Taxonomy

Genome

Taxonomy

Résumé

Le monde regorge de bactéries. Le nombre estimé de bactéries non identifiées dépasse de loin les taxons actuellement validement publiés. La taxonomie est la première étape vers l'organisation de cette grande diversité de bactéries. Au début, les bactéries ont été classées en fonction de leurs caractéristiques morphologiques, physiologiques et biochimiques, et par hybridation de l'ADN. Dans les années 1980, les taxonomistes ont connu une révolution avec la proposition du gène de l'ARNr 16S comme marqueur phylogénétique. Ensuite, le séquençage du génome a été introduit et a montré une plus grande précision dans la discrimination entre les espèces bactériennes que le gène de l'ARNr 16S. En 2019, l'utilisation de séquences génomiques pour la description de nouveaux taxons bactériens est devenue obligatoire.Dans cette thèse, nous avons souligné l'importance des méthodes basées sur le génome dans la taxonomie bactérienne. Nous l'avons démontré en revisitant la taxonomie complexe du genre Pseudomonas à l'aide de critères génomiques. Nous avons analysé 558 génomes et avons constaté qu'au sein de ce genre plusieurs espèces nécessitaient une reclassification.Un deuxième aspect de cette thèse est l'utilisation de l'approche taxono-génomique polyphasique qui combine les caractéristiques phénotypiques bactériennes et l'analyse génomique pour décrire et caractériser de nouveaux taxons bactériens.Sur la base des résultats globaux présentés dans cette thèse, nous avons pu confirmer que l'utilisation de séquences de génomes en taxonomie représente un avantage même si certaines limitations sont encore rencontrées.

The world is teeming with bacteria. The estimated number of unidentified bacteria exceeds by far the currently validly published taxa. Taxonomy is the first step towards organizing this large diversity of bacteria. At first bacteria were classified based on their morphological, physiological, biochemical traits and DNA-DNA hybridization. In the 1980s, taxonomists underwent a revolution with the proposal of the 16S rRNA gene as a phylogenetic marker. Then, genome sequencing was introduced and showed higher accuracy in discriminating between bacterial species than the 16S rRNA gene. In 2019, the use of genome sequences for new bacterial taxa description became mandatory.In this thesis we highlighted the importance of genome-based methods in bacterial taxonomy. We demonstrated this by revisiting the complex taxonomy of the genus Pseudomonas using genomic criteria. We analyzed 558 genomes and found that multiple species needed reclassification within this genus.A second aspect of this thesis is the use of the polyphasic taxono-genomic approach that combines bacterial phenotypic characteristics and genomic analysis to describe and characterize new bacterial taxa.Based on the overall results presented in this thesis, we were able to confirm that the use of genome sequences in taxonomy represents an advantage even though some limitations are still faced.