Méthodes de dépistage et de classification des mégavirales

Approaches to detect and classify Megavirales

• Auteur / Autrice : Vikas Sharma
• Direction : Didier Raoult, Pierre Pontarotti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie humaine. Maladies infectieuses
• Date : Soutenance le 23/10/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche sur les maladies infectieuses et tropicales émergentes (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Forterre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Raoult, Pierre Pontarotti, Patrick Forterre, Franck Panabières
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Panabières

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phylogénie

classification

Virus à ADN

Génome viral

DNA-directed RNA polymerases

génétique

ADN

Mots clés libres

Virus Géants

Megavirus

Ncldv

Gènes informationnels

Truc

Les domaines de vie

Phylogénie

Clustering hiérarchique

Giant virus

Megavirales

Ncldv

Informational genes

Truc

Domains of life

Phylogeny

Hierarchical clustering

Résumé

Les Megavirales appartiennent à des familles de virus géants infectant un grand nombre d'hôtes eucaryotes. Leurs génomes ont des tailles variant de 100 kb to 2.5 mb et leur composition a montré des caractéristiques surprenantes qui ont soulevées diverses questions sur l’origine et l’évolution de ces virus. Les études de métagénomique environnementale ont montré qu’il existe une «matière noire», composée de séquences reliées à aucun organisme connu. Cependant, l'identification des séquences a été principalement réalisée en utilisant les séquences ADN ribosomal (ADNr), ce qui conduit à ignorer les virus. D’autres gènes informationnels « cœur », incluant la DNA-dependant RNA polymerase (RNAP) constituent d'autres marqueurs qui apparaissent comme plus appropriés pour une classification plus exhaustive des séquences, puisqu’ils apparaissent conservés dans les organismes cellulaires ainsi que les mégavirus. Nous avons utilisé un petit ensemble de gènes universels conservés incluant la RNAP et avons reconstruit des séquences ancestrales pour rechercher des séquences reliées aux mégavirus dans les bases de données. Cela a permis d’identifier trois nouvelles séquences de megavirus qui avaient été mal annotées comme correspondant à des organismes cellulaires, ainsi que de nouveaux clades viraux dans les bases métagénomiques environnementales. De plus, nous avons montré que l’ordre Megavirales constituait une quatrième branche monophylogénétique ou « TRUC » (pour Things Resisting Uncompleted Classification). Nos analyses montrent également que la RNAP ainsi que quelques autres gènes utilisés dans nos études permettent de considérer un répertoire plus complet d’organismes que l’ADNr.

Nucleocytoplasmic large DNA viruses (NCLDVs), or representatives of order Megavirales, belong to families of giant viruses that infect a large number of eukaryotic hosts. These viruses genomes size ranges from 100 kb to 2.5 mb and compose surprising features, which raised various questions about their origin and evolution. Environmental metagenomic studies showed that there is a “dark matter”, composed of sequences not linked to any known organism. However sequence identification was mainly determined using ribosomal DNA (rDNA) sequences, which led therefore to ignore viruses, because they are devoid of such genes. Informational genes, including DNA-dependant RNA polymerase (RNAP), are other markers that appear as more appropriate for a comprehensive classification as they are conserved in cellular organisms (Bacteria, Archaea and Eukarya) and in Megavirales. We used a small set of universally conserved genes that included RNAP and reconstructed ancestral sequences to search for megavirus relatives in sequence databases and to perform phylogeny reconstructions. This allowed identified three megaviral sequences that were misannotated as cellular orgainsms, and new viral clades in environmental databases. In addition, we delineated Megavirales as a fourth monophylogenetic TRUC (things resisting uncompleted classification) aside cellular organisms. Moreover, we classified by phylogenetic and phyletic analyses based on informational genes new giant viruses as new bona fide members of the fourth TRUC. Our analyses shows that RNAP as well as a few other genes used in our studies allow a more comprehensive overview and classification of the biological diversity than rDNA.