Analyse comparative, intra et inter espèces, de transcriptomes de levures

Methodologies for Intra and Inter-Species Comparisons of Yeast Transcriptome States

• Auteur / Autrice : Gaëlle Lelandais
• Direction : Claude Jacq
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Analyse du génome et modélisation moléculaire
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biologie informatique

Régulation de l'expression des gènes fongiques

Saccharomyces cerevisiae

Transcription génétique

Séquençage par oligonucléotides en batterie

Résumé

Les groupes de gènes co-régulés constituent, par leur association combinatoire et leur programme cinétique d'expression, l'essentiel de la réponse biologique face à l'extrême variété des situations que la cellule doit savoir affronter. L'identification de ces groupes de gènes est un des objectifs majeurs des approches post-génomiques. En particulier, l'étude de la dynamique du transcriptome grâce aux puces à ADN, permet d'identifier les gènes dont l'expression est corrélée et ainsi d'appréhender la structure et le fonctionnement des réseaux de régulation. Le travail présenté dans cette thèse a consisté à développer de nouvelles méthodes bioinformatiques afin de comparer les aspects fonctionnels des génomes. Distinguer leurs propriétés communes de leurs caractéristiques propres doit permettre, à terme, d'améliorer la compréhension des propriétés universelles et spécifiques des mécanismes moléculaires nécessaires au bon fonctionnement d'une cellule. Dans ce contexte, deux approches de comparaisons ont été abordées. La première -intra espèce- a consisté à comparer pour un génome donné différents états du transcriptome. La réalisation d'analyses comparatives entre des cellules placées dans différents contextes physiologiques (induction d'un stress) et dans différents contextes génétiques (souche sauvage versus souches délétantes nous a permis de décrire précisément la réponse transcriptionnelle précoce de la levure S. Cerevisiae à la présence d'un composé toxique dans le milieu de culture, le bénomyl. Ajoutant un critère "évolutif" dans la caractérisation des réseaux de régulation, la comparaison d'une telle réponse entre des espèces différentes est l'étape suivante. Ce type de comparaison -inter espèces- consiste à comparer deux génomes dans le même état, c'est-à-dire soumis à des variations environnementales identiques. Pour cela, des méthodes utilisant des algorithmes de graphes ainsi que des procédures de « multidimensional scaling » ont été développées. La pertinence de ces approches a été testée en réalisant une comparaison des programmes transcriptionnels à l'origine de la sporulation chez les levures S. Cerevisiae et S. Pombe.

Identification of genes whose products function together in the cell is a major task of post-genomic approaches. An increasing number of studies use DNA microarrays for comprehensive investigations of genetic network architecture and lends itself to comparative analyses of two or more transcriptome states, i. E. The expression level of all the genes expressed in a cell at any given time. Distinguishing the similar from the dissimilar in large-scale data sets, comparative analyses of several transcriptome states promises to improve fundamental understanding of both the universality and the specialization of molecular biological mechanisms. In this context, suitable bioinformatic analyses compatible with well-designed biological experiments are very desirable. We present here two approaches for pair-wise comparisons. The first one - intra-specie - consists in comparing for a given genome several transcriptome states in various cellular conditions, while the second one - inter-species - lies in comparing two genomes captured in the same state, e. Subject to the same environmental changes.