L'évolution des phages tempérés d'entérobactéries

Evolution of temperate phages of enterobacteria

• Auteur / Autrice : Louis-Marie Bobay
• Direction : Eduardo Pimentel Cachapuz Rocha, Marie Touchon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 08/07/2014
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génomique évolutive des microbes
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Daubin, Mireille Ansaldi, Patrick Forterre, Sylvain Moineau, Dominique Higuet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactériophages

Procaryotes

Mots clés libres

Évolution

Procaryotes

Virus

Bactériophages

Domestication

Génomique

Evolution

Genomic

Résumé

L'intégration et la dégradation des virus (ou phages) au sein des génomes bactériens (alors nommés prophages) constituent un flux de gènes promouvant la diversification génétique de leurs hôtes. Les mécanismes à l'origine de l'impact évolutif des prophages sur leurs hôtes restent cependant mal compris. La première partie de la thèse s'est attachée à comprendre comment les prophages sont adaptés aux contraintes liées à l'organisation génétique et structurelle des chromosomes d'Escherichia et de Salmonella. Ces résultats ont mis en évidence une forte conservation des positions d'intégration des prophages, ainsi que différentes adaptations des phages à l'organisation chromosomique hôte. L'origine de la diversité génétique des phages tempérés a été au centre de la deuxième partie de la thèse. L'étude des phages lambdoïdes a révélé l'existence de deux stratégies de recombinaison chez ces phages: utilisation du système de recombinaison RecBCD de l'hôte via la présence de sites Chi ou utilisation de leur propre système de recombinaison. Ceci suggère que l'utilisation de l'une ou l'autre des stratégies a un impact important sur la diversification et le mosaïcisme génomique phagique. Enfin, la détection et l'analyse de prophages hérités verticalement au sein des génomes hôtes ont montré que de nombreux prophages partiellement dégradés sont conservés et évoluent sous sélection purificatrice. Ces résultats suggèrent que de nombreux prophages sont potentiellement des éléments fonctionnels domestiqués par la bactérie. L'ensemble de ces analyses permet de préciser les mécanismes permettant aux prophages de contribuer à la diversification des répertoires de gènes de leurs hôtes.

The integration and degradation of viruses (or phages) constitute a genetic influx of genes within bacterial genomes (then named prophages). This process is thought to promote bacterial diversification. The mechanisms promoting the evolutionary impact of prophages on their hosts remain poorly understood. The first part of my thesis focused on the adaptation of prophages to the genetic and structural organization of the chromosome of Escherichia and Salmonella. These results showed a strong conservation of prophage integration positions and different adaptations of prophages to the chromosome organization of their hosts. In a second study, I focused on the mechanisms of genetic diversification of phages. The study of lambdoid phages revealed the existence of two recombination strategies among these phages: using the host recombination system RecBCD through the presence of Chi sites or using their own recombination system. This work suggests that using one or the other recombination strategy has an important impact on the genomic diversification and mosaicism of these phages. Finally, by detecting and analyzing vertically inherited prophages within their host genomes, I showed that many degraded prophages are conserved and evolve under purifying selection. This suggests that many prophages are potentially domesticated by bacteria. Altogether, these analyses are improving our understanding of the contribution of prophages to the genetic diversification of their hosts.