L'exploration des génomes par l'outil ICEFinder révèle la forte prévalence et l'extrême diversité des ICE et des IME de streptocoques

Les elements genetiques mobiles contribuent grandement a la diversite et a l’evolution des genomes bacteriens par le biais du transfert horizontal. Parmi eux, les elements integratifs conjugatifs (ICE) codent leur propre excision, leur transfert par conjugaison et leur integration. En revanche, les elements integratifs et mobilisables (IME) ne sont autonomes que pour leur excision et integration et ne codent seulement que certaines des proteines/fonctions (oriT) dont ils ont besoin pour leur transfert conjugatif. Par consequent, les IME ont besoin d’un element conjugatif « helper » pour se transferer. Malgre leur impact sur le flux des genes et l’evolution des genomes, la prevalence des ICE reste peu etudiee et seulement tres peu d’IME avaient ete identifies au debut de cette etude. De plus, bien que plusieurs methodes de detection des ilots genomiques existent, aucune d’elles n’est dediee aux ICE ou aux IME. Ce qui ne facilite pas l’analyse exhaustive de ces elements. Le genre Streptococcus appartient au phylum des firmicutes. La quasi-totalite des streptocoques sont des bacteries commensales ou pathogenes de l’homme et d’autres animaux. Aussi, 2 especes de streptocoques sont utilisees en tant que ferments lactiques lors la production de laits fermentes et divers fromages. Globalement, le genre streptocoques represente un groupe d’interet pour l’homme, l’etude du flux de genes au sein de ces organismes et l’impact qu’il peut avoir sur leur mode vie est primordiale. Au cours de cette these, nous avons recherche les ICE et les IME dans 124 souches de streptocoques appartenant a 27 especes en utilisant une base de donnees de reference comportant des proteines dites « signatures » d’IME et d’ICE (de leurs modules de conjugaison/mobilisation et d’integration/excision). Cette analyse exhaustive a permis l’identification et la delimitation de 131 ICE ou ICE legerement degeneres et 144 IME. Tous ces elements ont ete delimites, ce qui nous a permis de determiner leur specificite d’integration dans les genomes. Au total, 17 specificites d’integration ont ete identifiees pour les ICE dont 8 encore jamais decrites (ftsK, guaA, lysS, mutT, rpmG, rpsI, traG and ybaB/EbfC) et 18 specificites pour les IME dont seulement 5 etaient connues chez les firmicutes. Les modules d’integration des ICE codent soit une integrase a tyrosine pouvant avoir une faible specificite (1 famille d’integrase) ou une forte specificite (13 specificites differentes), soit des integrases a serine seule ou en triplet (4 specificites differentes), soit une transposase a DDE. Les IME codent soit des integrases a tyrosine (10 specificites differentes) soit des integrases a serine seule (8 specificites differentes). Les ICE ont ete groupes en 7 familles distinctes selon les proteines codees par leur module de conjugaison. Les IME presentaient une tres forte diversite au sein de leur module de mobilisation, empechant ainsi leur regroupement en famille selon les genes portes par ce module. Les analyses phylogenetiques des proteines signature codees par tous les ICE et les IME ont montre des echanges de modules d’integration entre les ICE et les IME et de nombreux echanges entre les modules de mobilisation des IME. L’ensemble de ces resultats revele la forte prevalence et l’extreme diversite des ICE et des IME au sein des genomes de streptocoques. Une meilleure connaissance et comprehension de ces elements nous a incite a construire un outil informatique semi-automatise de detection des ICE et des IME de Streptocoques ainsi que leurs sites d’insertion