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Séquençage et caractérisation des génomes chloroplastique et mitochondrial de l'algue verte Stigeoclonium helveticum
No full textLes plantes vertes se divisent en deux embranchements majeurs : Streptophyta et Chlorophyta. Les Chlorophyta comportent quatre classes d'algues vertes : Prasinophyceae, Ulvophyceae, Trebouxiophyceae et Chlorophyceae. Le séquençage de génomes complets d'organites est effectué dans notre laboratoire sous deux lignes directrices principales : (1) l'évolution des génomes d'organites par rapport à leur ancêtre commun respectif et (2) l'identification des liens évolutifs réunissant les différentes classes par l'analyse des protéines codées par ces génomes. Le séquençage et les analyses comparatives du génome chloroplastique de l'algue chlorophycéenne Stigeoclonium helveticum ont révélé un génome riche en caractéristiques dérivées et extrêmement réarrangé par rapport à ses homologues chez les Chlorophyceae; son génome mitochondrial présente quant à lui des caractères évolutifs intermédiaires dans l'évolution des Chlorophytes. L'apport de Stigeoclonium a également permis de souligner les traits distinctifs des génomes d'organites des Chlorophyceae ainsi que la position basale des Chaetophorales au sein de cette classe
Étude du génome chloroplastique des algues vertes de la classe Chlorophyceae
No full textLes algues unicellulaires de la classe Chlorophyceae sont particulièrement étudiées pour leur potentiel économique dans la production de biocarburant. La première taxonomie de cette classe a été faite avec l’avènement de la microscopie électronique et par la suite avec des phylogénies moléculaires. Cette lignée se divise en deux groupes : OCC (Oedogoniales + Chaetophorales + Chaetopeltidales) et CS (Chlamydomonadales + Sphaeropleales). Il existe de profondes incertitudes sur les positions phylogénétiques des organismes à la base du groupe CS. Afin de renforcer la phylogénie de ces organismes, les génomes chloroplastiques de cinq algues basales ont été séquencés à l’aide de la technologie de nouvelle génération 454 et assemblés de novo. Une analyse phylogénétique de 69 séquences de protéines a permis de montrer que trois des cinq organismes classés dans l’ordre Chlamydomonadales par la littérature actuelle sont en fait basaux dans l’ordre Sphaeropleales. Ce reclassement phylogénétique implique de nouvelles hypothèses sur l’évolution des corps flagellaires.The unicellular algae class Chlorophyceae is notably studied for its economic potential for biofuel production. The first taxonomy of this class was made with the advent of electron microscopy and subsequently with molecular phylogenies. This lineage is divided into two groups: OCC (Oedogoniales + Chaetophorales + Chaetopeltidales) and CS (Chlamydomonadales + Sphaeropleales). There are deep uncertainties about the phylogenetic positions of the organisms at the base of the CS group. To strengthen the phylogeny of these organisms, the chloroplast genomes sequences of five basal algae were obtained by Roche 454 pyrosequencing . A phylogenetic analysis of sixty-nine chloroplast protein sequences revealed that three of these five organisms, listed in the order Chlamydomonadales by the current literature, are in fact basal in the order Sphaeropleales. This phylogenetic reclassification involves a new hypothesis on the evolution of flagellar bodies
Étude de la plasticité génomique des algues vertes de l'ordre Chlamydomonadales
No full textLes récents progrès en génomique ont conforté la complexité de l’origine des algues; d’un point de vue de la phylogénie des hôtes de l’endosymbiose, les algues forment un groupe évolutif polyphylétique. Les algues vertes forment deux embranchements majeurs : les Streptophyta et les Chlorophyta. Les chlorophytes comprennent la majorité des algues vertes connues et se regroupent en quatre classes. La première, les Prasinophyceae, occupe la position la plus basale, tandis que l’ordre d’embranchement des trois autres classes (Ulvophyceae, Trebouxiophyceae et Chlorophyceae) demeure encore incertain. Pour clarifier les relations évolutives chez les Clorophyceae, huit génomes chloroplastiques appartenant à la lignée des Chlamydomonadales, lignée majeure des Chlorophyceae, ont été séquencés et analysés. Des études phylogénétiques ont confirmé les classifications préétablies et de nouveaux clades se sont vus formés. Les génomes de ces algues chlorophycéennes ont révélé une architecture conservée avec un certain nombre de caractères spécifiques à la classe des Chlamydomonadales. L’analyse de leurs caractères moléculaires a révélé des génomes marqués par la réduction ou le réarrangement de leur répertoire génomique comparativement aux génomes chloroplastiques des algues vertes plus ancestrales.Recent advances in genome sequencing and analysis have reinforced the complexity of the origin of the green algae. From the point of view of a host endosymbiotic phylogeny, green algae form a polyphyletic evolutionary group. Green algae form two major branches : the Streptophyta and Chlorophyta. Chlorophytes include the majority of green algae known and they are grouped into four classes. The first, that of Prasinophyceae, occupies the most basal position, while the branching order of the other three classes (Ulvophyceae, Trebouxiophycea and Chlorophyceae) remain uncertain. To clarify the evolutionary relationships amongst Chlorophyceae, eight chloroplast genomes belonging to the lineage of Chlamydomonadales, a major clade of Chlorophyceae were sequenced and analyzed. Phylogenetic studies have confirmed the pre-established classifications and new clades were seen to be formed. The genomes of these chlorophyll algae were revealed to be conserved with a number of specific architectural characters of the Chlamydomonadales class. Analysis of their molecular characteristics revealed a genome marked by the reduction or rearrangement of their genomic repertory compared to chloroplast genomes of the ancestral green algae
Analyse comparative de génomes chloroplastiques et d'algues vertes de la classe chlorophyceae
No full textTableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2011-2012Les Algues vertes de la classe Chlorophyceae appartiennent au sous-embranchement Chlorophyta, l'une des deux divisions majeures formant le groupe des Algues vertes et des Plantes terrestres. Au moment d'initier le projet de recherche décrit dans cette thèse, seuls les génomes chloroplastiques de Chlamydomonas reinhardtii (Chlamydomo-nadales) et de Scenedesmus obliquus (Sphaeropleales) étaient connus dans cette classe. De surcroît, l'ordre d'apparition des principaux groupes évolutifs (ordres) était incertain. Pour clarifier les relations évolutives chez les Chlorophyceae, mais aussi pour étudier les mécanismes d'évolution du génome chloroplastique, les génomes de cinq représentants appartenant aux trois autres lignées majeures des Chlorophyceae ont été séquences et analysés dans leurs moindres détails. Des analyses phylogénétiques, conduites notamment avec les séquences d'Oedogonium cardiacum (Oedogoniales), de Stigeoclo-nium helveticum (Chaetophorales) et de Floydiella terrestris (Chaetopeltidales), ont montré que les Chlorophyceae sont divisées en deux grands groupes évolutifs : le groupe CS (Chlamydomonadales et Sphaeropleales) et le groupe OCC (Oedogoniales, Chaetophorales et Chaetopeltidales). L'analyse des caractères moléculaires présents dans ces génomes a permis de valider ces conclusions phylogénétiques et de déterminer que les Oedogoniales représentent le groupe frère des Chaetophorales et des Chaetopeltidales. Ces études comparatives ont aussi établi que, chez les Chlorophyceae, le génome chloroplastique est très fluide en termes de structure et affiche les changements les plus marqués par rapport à sa condition ancestrale chez les Algues vertes. Le génome chloroplastique des Chlorophyceae a été sensiblement transformé par la réduction de son répertoire génique, l'importance des réarrangements génomiques et la modification de la structure de certains gènes. Par ailleurs, l'analyse des génomes d'Oedocladium caroli-nianum (Oedogoniales) et de Schizomeris leibleinii (Chaetophorales) a mis en évidence des tendances évolutives bien particulières. Chez les Oedogoniales, de nouveaux gènes ont été acquis à l'occasion de transferts latéraux et des introns de groupe II sont vraisemblablement apparus à la suite de la prolifération intragénomique de quelques introns fondateurs. De même, chez les Chaetophorales, le génome chloroplastique apparaît avoir conservé une architecture singulière qui est compatible avec un mode de replication bidirectionnel à partir d'une origine de replication unique
Séquençage et caractérisation des génomes chloroplastique et mitochondrial de Chlamydomonas moewusii
No full textLes Streptophyta et Chlorophyta forment le règne des plantes vertes. Les Chlorophyta se divisent en quatre classes: Prasinophyceae, Trebouxiophyceae, Ulvophyceae et Chlorophyceae. Le séquençage des génomes entiers d' organelles et l'étude de ces génomes permettent d'observer les tendances évolutives par rapport à leurs ancêtres et d' identifier les liens qui unissent les différents taxons. L' algue chlorophycéenne Chlamydomonas moewusii, membre de l'ordre des Chlamydomonadales, a un génome chloroplastique très grand et très réarrangé présentant de nombreuses séquences répétées. Quant à son génome mitochondrial, il est petit, compact et contient peu de gènes. Dans les deux cas, ces deux génomes contiennent peu de traits communs avec les génomes homologues apparentés, si ce n' est la divergence qu' ils ont par rapport avec leur ancêtre commun. La présente étude sur C. moewusii a permis de compléter et de vérifier les études précédentes, ainsi que d'apporter plus d'information sur les insertions, uniques au génome chloroplastiqu
Séquençage du génome mitochondrial de l'algue verte Leptosira terrestris
No full textLe génome mitochondrial montre une grande variabilité de taille et de contenu génique chez les plantes vertes. Près d'une dizaine de génomes mitochondriaux de chlorophytes ont été complètement séquences, incluant le génome de la trebouxiophyte Prototheca wickerhamii. Cette algue est la seule trebouxiophyte qui a été examinée jusqu'à maintenant; puisqu'elle est non-photosynthétique, l'architecture de son génome mitochondrial pourrait ne pas être représentative de la classe Trebouxiophyceae. C'est pour ces raisons que nous avons entrepris le séquençage du génome mitochondrial de Leptosira terrestris, une autre trebouxiophyte. Ce génome, dont la séquence a été déterminée par la méthode shotgun, possède une taille de 111124 pb. Il contient 57 gènes, dont 27 codant pour des ARN de transfert. Dix-huit introns ont été trouvés, faisant de Leptosira l'algue qui possède le plus d'introns au niveau de son génome mitochondrial. Les données phylogénétiques recueillies placent Leptosira comme un intermédiaire chez les trebouxiophytes
Le génome chloroplastique de l'algue verte Pabia signiensis
No full textLes algues vertes et les plantes terrestres sont des organismes photosynthétiques qui se regroupent dans le sous-règne des Viridiplantae. Ce règne se divise en deux lignées évolutives que sont les Streptophyta (plantes terrestres et algues vertes de la classe des Charophytes) et les Chlorophyta (algues vertes appartenant aux classes : Prasinophyceae, Ulvophyceae, Chlorophyceae et Trebouxiophyceae). L’embranchement des ordres composant la classe Trebouxiophyceae est encore mal connu. En étudiant les génomes chloroplastiques d’au moins un représentant de chaque ordre, il sera possible de reconstruire une phylogénie juste et de mieux comprendre l’évolution moléculaire de cette classe. La famille Trebouxiophyceae comptent 4 ordres : Trebouxiales, Microthamniales, Chlorellales et Prasiolales. Pour chacun de ces ordres, excepté les Prasiolales, un génome chloroplastique d’une algue verte a été séquencé. Le séquençage du génome chloroplastique de Pabia signiensis, aussi appelé Planophila sp et appartenant aux Prasiolales, vient compléter cet échantillonnage. Selon les analyses phylogénétiques du gène codant pour l’ARNr 18S, P. signiensis aurait divergé relativement tôt durant l’évolution de la classe des Trebouxiophyceae et formerait avec Chlorella ellipsoidea (Prasiolales) le groupe soeur de Chlorella vulgaris (Chlorellales). Le génome chloroplastique de P. signiensis est, avec ses 236,463 pb, un des plus grands génomes séquencés dans la classe des Trebouxiophyceae. La présence de régions inversées répétées, lui confère la structure quadripartite caractéristique de la plupart des génomes chloroplastiques. Sur les 111 gènes trouvés, seul le gène ycf47 est propre au génome chloroplastique de P. signiensis. Les principaux regroupements de gènes ancestraux chez les génomes chloroplastiques d’algues vertes sont présents et 13 d’entre eux sont entièrement conservés. Aucun intron n’a été mis en évidence. L’ordre des gènes et leur répartition dans le génome sont peu réarrangés par rapport aux génomes ancestraux de la classe Prasinophyceae. Seules les longues régions inversées répétées (27.3 kb) dérobent à la règle, puisque celles-ci possèdent les gènes psbA et trnS(gcu) en plus de contenir un opéron rrn brisé en deux segments qui sont inversés l’un par rapport à l’autre et un taux élevé de SDRs. Bien que plusieurs des caractéristiques mentionnées ci-dessus se retrouvent dans les génomes chloroplastiques des Trebouxiophyceae, le grand nombre de caractères ancestraux présents dans le génome de P. signiensis semble confirmer la position basale de cette algue verte et appuie l’hypothèse selon laquelle les Trebouxiophytes seraient à la base du clade UTC (Ulvophyceae-Trebouxiophyceae-Chlorophyceae)
Characterization of chloroplast and mitochondrial genomes from green algae belonging to the class ulvophyceae, and identification of this class position within the chlorophyta lineage
No full textLes algues vertes sont divisées en cInq classes: Charophyceae, Prasinophyceae, Ulvophyceae, Trebouxiophyceae et Chlorophyceae. Afin de résoudre le positionnement phylogénétique de la classe Ulvophyceae au sein des ces multiples lignées et d'acquérir de l' information sur les tendances évolutives de 'ses génomes d'organites, j ' ai séquencé les ADN chloroplastiques (ADN cp) et ADN mitochondriaux (ADNmt) des ulvophytes basales Pseudendoclonium akinetum et Oltmannsiellopsis viridis, effectué des analyses génomiques comparatives détaillées d'ADNcp et ADNmt de chlorophytes, et réalisé des analyses phylogénétiques approfondies dérivées de ces organites. Les analyses comparatives de génomes d'organites ont révélé que leur architecture est très fluide chez les Chlorophyta et démontre une grande variabilité de structure, d' ordre génique, de contenu génique, intronique et en éléments répétés, et ont également fourni des évidences indiscutables du transfert intracellulaire, interorganite d'éléments génétiques dans les cellules d'ulvophytes. De plus, les analyses phylogénétiques des données structurales et moléculaires dérivées de ces organites supportent fortement l'affiliation entre Ulvophyceae et Chlorophyceae
Automatisation des étapes informatiques du séquençage d'un génome d'organite et utilisation de l'ordre des gènes pour analyses phylogénétiques
No full text"Une très grande quantité de données est présentement générée par le séquençage de génomes et doit être analysée à l'aide d'outils informatiques. Il est donc nécessaire de développer certains programmes permettant de faire les analyses désirées et d'automatiser les tâches informatiques redondantes pour accélérer le processus d'analyse des génomes. Les données de séquençage obtenues se doivent également d'être classées efficacement et d'être facilement accessibles, de même que les outils informatiques nécessaires à leur analyse. Une base de données a donc été développée, ainsi qu'un site Web permettant de la consulter et d'utiliser les divers programmes requis. Finalement, des analyses phylogénétiques sont couramment effectuées sur les génomes séquences. Toutefois, peu d'outils permettent d'utiliser l'ordre de gènes de ces génomes à cette fin. Un programme permettant de déterminer les blocs de gènes conservés entre différents génomes et d'utiliser les paires de gènes communes pour construire des arbres phylogénétiques a donc été développé.
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