Caractérisation et analyse bioinformatique comparative des profils génomiques de mutagénèse chez Saccharomyces cerevisiae

Bioinformatic comparative analysis and characterization of genomic mutagenic profiles of Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Claire Jubin
• Direction : Alain Nicolas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bioinformatique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymorphisme génétique

Génome

Bioinformatique

Résumé

Des altérations de l'ADN se produisent en conditions physiologiques normales au cours du cycle cellulaire. Des systèmes de maintien de l’intégrité de l’ADN contiennent ces altérations qui représentent une menace pour la cellule, voire l’organisme. Les gènes impliqués dans ces processus ont un rôle dans des fonctions de réplication, réparation et recombinaison de l’ADN (fonctions 3R). Ces fonctions fondamentales confèrent aux gènes qu’elles impliquent un pouvoir potentiellement « mutateur » intervenant précocement dans le processus d’accumulation de mutations de la tumorigenèse qui a lieu dans les cancers. Dans le projet « MUTome », 11 mutants de délétion de Saccharomyces cerevisiae ont été construits pour des gènes impliqués dans des fonctions du cycle cellulaire et des fonctions 3R. Le séquençage à haut débit de lignées d’accumulation de mutations de ces mutants, suivi de l’analyse bioinformatique, a permis d’établir des spectres de mutations relatifs à des substitutions de base, des insertions/délétions et à des variations structurales. Parce que les répétitions génomiques bruitent les analyses, j’ai développé une stratégie bioinformatique qui aborde ce problème. J’ai identifié dans la séquence de référence les régions répétées, sources d’alignements multiples. Dans ces régions j’ai établi la liste des polymorphismes de substitution de base intra-génomiques qui existent entre répétitions non exactes. L’utilisation de cette liste est le principe de base du filtre « g-deNoise » que j’ai développé. Appliqué aux données du MUTome, il a permis d’identifier des SNP robustes dans les régions génomiques uniques mais aussi dans des régions répétées comme les gènes multi-copies.

DNA mutations arise during the cell growth, even under normal physiological conditions. Processes related to the maintaining of DNA integrity prevent appearance of mutations that represent a threat for the cell life and even for the whole organism. Genes implied in these processes play a role in DNA replication, recombination and reparation (3R functions). They also potentially play a role in the early stage of tumorigenesis occurring in cancers. In the “MUTome” project 11 mutants of Saccharomyces cerevisiae were deleted for genes implicated in the 3R and cell cycle functions. High throughput sequencing of these accumulation mutation lines followed by bioinformatics analysis permitted to define the catalogue of DNA alterations induced by gene inactivation in the 11 mutants, related to base substitution, insertions/deletions and structural variations. Because genomic repetitions noise analyses, I set up a strategy to address this problem. To do so, I first identified in the reference sequence of S. Cerevisiae, the repetitive regions, covered by multi-aligned reads after the reads mapping step. In these repetitive regions, I identified intra-genomic base substitution polymorphisms existing between near exact repetitions. Consecutively, I developed an alignment filter, named “g-deNoise”, that uses information of intra-genomic polymorphism. This filter applied to MUTome data allowed SNP identification in unique genomic regions, but also in polymorphic repeated regions such as multicopy genes