Variation synonyme, transfert horizontal de gènes et propagation des résistances antibiotiques

par Léa Pradier

Projet de thèse en Sciences de l'évolution et de la Biodiversité

Sous la direction de Stéphanie Bedhomme.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec CEFE - Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (laboratoire) depuis le 01-09-2018 .


  • Résumé

    La propagation des résistances antibiotiques dans les communautés microbiennes pose un problème important de santé publique. Ce phénomène est rendu possible non seulement par l'usage massif d'antibiotiques dans les secteurs hospitaliers et agricoles, mais aussi par le transfert horizontal de gènes de résistances entre différentes espèces. Toutefois, la manière dont ces gènes sont encodés pourrait influencer le succès évolutif de ces événements de transfert horizontal. En effet, les préférences d'usage de codon varient d'une espèce à l'autre, et le transfert horizontal est susceptible de générer des incompatibilités entre les éléments transférés et le génome d'accueil. L'objectif de cette thèse est d'identifier les coûts de ces incompatibilités, et les processus évolutifs capables de les compenser. D'une part, cette thèse étudiera l'effet de la variation synonyme sur la résistance à un antibiotique chez Escherichia coli. D'autre part, elle s'intéressera à la propagation des résistances antibiotiques selon deux approches complémentaires : une approche computationnelle visant à décrire et comprendre la propagation de résistances antibiotiques parmi des espèces bactériennes pathogènes, et une approche expérimentale visant à déterminer le succès de transfert horizontal en fonction de la variation synonyme sur un gène de résistance à un antibiotique.

  • Titre traduit

    Synonymous variation, horizontal gene transfer, and spreading of antibiotic resistance


  • Résumé

    Spreading of antibiotic resistance in microbial communities is an important public health problem. This phenomenon depends not only on the massive use of antibiotics in hospitals and agriculture, but also on horizontal transfer of resistance genes between different species. Yet, how these genes are encoded may influence the evolutionary success of transfer events. Indeed, codon usage preference vary from one species to another, and horizontal transfer can generate incompatibilities between transfered elements and the host genome. This thesis aims at identifying the cost of such incompatibilities, and the evolutionary processes that compensate them. On the one hand, this thesis will address the effect of synonymous variation on resistance to an antibiotic in Escherichia coli. On the other hand, it will investigate the spreading of antibiotic resistance according to two complementary approaches: a computational approach aiming at describing and understanding the propagation of antibiotic resistances among pathogenic bacterial species, and an experimental approach aiming at determining horizontal gene transfer success as a function of synonymous variation on an antibiotic resistance gene.