Mathieu Gonnet

    Ce laboratoire, UMR6197, est dirigé par Daniel PRIEUR et sous la tutelle du CNRS, de l’université de Bretagne Occidentale et de l’IFREMER. La principale thématique de recherche est l’écologie microbienne au sein des environnements extrêmes, plus particulièrement  en  milieu  abyssal à proximité des fumeurs noirs.  Le  projet  de  thèse  s’inscrivait  dans  l’initiation  d’une  nouvelle  thématique  visant  à  la caractérisation des éléments génétiques d’Archaea hyperthermophiles par une approche de génomique comparative. Les Thermococcales constituent un ordre modèle d’Archaea, par l’importante collection d’isolats disponibles et de part leur répartition géographique importante et l'endémisme des sources hydrothermales profondes.

    Afin de sonder la biodiversité des éléments génétiques, le premier travail a consisté à cribler  une  banque  de  plus  de  300  souches  de  Thermococcales  à  la  recherche  d’éléments  génétiques  par  une  technique d’extraction d’ADN extrachromosomique proche de la lyse alcaline mais adaptée à la membrane des Archaea. L’abondance de  ces  éléments  a  été  jugées  relativement  importante  par rapport à d'autres  familles.  En  effet,  environ  30%  des  souches possèdent  au  moins  un  génome  extrachromosomique.  Une  première  classification  a  été  effectuée  par  l’intermédiaire  de d’hybridation croisée ADN‐ADN afin de choisir des candidats au séquençage. Douze plasmides ont été séquencés après création de banques Shotgun. Ces génomes ont été annotés et ont fait l’objet de la création d’une puce à ADN afin de continuer à explorer la diversité des plasmides encore inconnus. L’ensemble de ces données ont été produites par l’intermédiaire de programmes  développés  en  Perl  et  consignés  dans  une  base  de  données  de  type  MySQL inferfacée en PHP.  L’impact  sur  les  communautés bactériennes, la plasticité des génomes et la physiologie de leurs hôtes a été étudié en parallèle pour certains plasmides.
   
    Les principaux résultats montrent des similitudes avec les ilôts génomiques de chromosomes d'Archaea (thermophiles mais également mésophiles d'eau douce), la caractérisation du premier élément intégratif dans cet Ordre (dont une proche intégrase est la  celle de Sputnik, le virus infectant Mamavirus) ou bien l'annotation d'une nouvelle famille de primase-polymérase thermostable (expérimentalement confirmée une autre équipe). Ces éléments génétiques peuvent être considérés comme un réservoir de nouvelles familles de protéines. Sur la base des annotations, certains gènes ont servis à alimenter un deux programmes de valorisation par caractérisation des structures tridimensionnelles (ACI Genoarchaea) et d'expression afin de tester les activités fonctionnelles (ACI Deephotvir).
   
    Durant ce doctorat, j'ai également eu l'opportunité de travailler sur une thématique annexe, émergeant durant l'annotation des génomes, en relation avec la présence de séquences répétées dans la génome. Cette collaboration avec les les bioinformaticiens de l'éuipe Symbiose de l'INRIA de Rennes à travers l'ANR Modulome a aboutit à la création d'un outil de détection et d'analyse des CRISPRs et gènes CAS associés. Cet outil est disponible à l'adresse suivante : http://crispi.genouest.org