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Di Franco, Arnaud. Impact des violations des modèles d'annotation et d'évolution de séquences en phylogénomique : application à l'étude des eucaryotes photosynthétiques

Di Franco, Arnaud (2019). Impact des violations des modèles d'annotation et d'évolution de séquences en phylogénomique : application à l'étude des eucaryotes photosynthétiques.

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Résumé en francais

L'oxygène a façonné la vie sur Terre. L'enrichissement de sa forme gazeuse dans l'eau puis dans l'atmosphère a permis le développement de la vie multicellulaire et terrestre menant à la biodiversité actuelle. Celui-ci a pu avoir lieu grâce la mise en place du processus de la photosynthèse oxydative chez les organismes vivants. Ce dernier est d'abord apparu chez les bactérie avant d'être subtilisé par les formes de vie nucléées. Cette action s'est réalisé en asservissant la bactérie et en la maintenant à l'intérieur de l'organisme nucléé par un phénomène nommé endosymbiose. Différentes endosymbioses ont eu lieu dans l'histoire des organismes photosynthétiques, attribuant la capacité de photosynthèse à un large panel d'êtres vivants. L'objectif de cette thèse est d'étudier la transmission de la photosynthèse chez les organismes eucaryotes. Ces derniers présentent une grande diversité de chloroplaste, l'organite réalisant la photosynthèse et témoin de l'intégration d'un organisme étranger à l'intérieur de leur cellule. L'inférence de la phylogénie, i.e. l'estimation des relations de parentés entre les organismes, révèle des discordances entre l'histoire racontée par le génome des chloroplastes et des noyaux. L'obtention de ces phylogénies et l'étude de leurs discordances sont au coeur de la compréhension de l'historique de l'acquisition de la photosynthèse. Cependant, l'inférence de la phylogénie est un procédé complexe influencé par la nature et la qualité des données ainsi que par les techniques employées. Les considérations de ce manuscrit de thèse se focalise sur l'impact de ces éléments sur la résolution de l'arbre des eucaryotes, avec pour objectif une meilleure compréhension de l'histoire des hôtes photosynthétiques et de leur endosymbionte. Premièrement, nous avons développé un logiciel améliorant la qualité des inférences phylogénétiques par le retrait de segments de séquences déterminés comme non relatif à l'évolution des organismes. Nous démontrons l'efficacité de la méthode et son impact comparé aux autres méthodes de filtrage de séquence couramment employées. Secondairement, nous créons un jeu de données phylogénomique en vue d'inférer la phylogénie des eucaryotes. Celui-ci est réalisé de manière semi-automatique et vise à augmenter au maximum le signal phylogénétique tout en évitant l'intégration de séquences ne permettant pas de retracer les liens de parentés entre organisme. Nous obtenons un arbre des eucaryotes comprenant la plus grande diversité en organismes à ce jour et discutons l'impact de l'échantillonnage sur les soutiens apportés à la topologie de l'arbre. Dernièrement, nous avons étudié l'impact du choix du modèle d'évolution des séquences sur la congruence des phylogénies obtenues entre les génomes des différents compartiments présents chez les stramenopiles photosynthétiques. Nos résultats sont en faveur de la présence d'un faible signal phylogénétique pour résoudre les noeuds à la base de ce groupe, ce dernier pouvant être facilement dépassé par le signal non phylogénétique produits par les violations de modèles. Au final, cette thèse met en évidence l'importance du développement des méthodes bioinformatique liées à la phylogénie afin de répondre avec assurance aux questions évolutives relatifs à des événements anciens.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Philippe, Hervé
Ecole doctorale:Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (SEVAB)
laboratoire/Unité de recherche :Station d’Ecologie Théorique et Expérimentale (SETE), UMR 5321
Mots-clés libres :Évolution - Phylogénomique - Eucaryotes - Orthologie - Erreurs
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :13 Dec 2019 12:42