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La génomique fonctionnelle est à la fondation de la compréhension des mécanismes internes de la cellule bactérienne. Le besoin de méthodes offrant une vision plus globale permettant de mieux comprendre les interactions et les fonctions des gènes à un niveau systémique ne cesse de croître. Il y a 15 ans, des protocoles de criblages d’interactions génétiques synthétiques à haut débit (SGA) ont été développés dans Escherichia coli afin d’analyser la croissance de mutants par délétion double. La méthode SGA commence par la création d'une souche à haute fréquence de recombinaison (Hfr) portant la délétion d’un gène cible qui est ensuite transférée dans une collection de délétions à l'échelle génomique, telle que la collection Keio. Cependant, cette méthode présente des limitations expérimentales, et sa faible polyvalence complique son adaptation. De plus, son utilisation demeure restreinte à E. coli. C’est pourquoi, nous proposons ici une méthode SGA 2.0 basée sur la technologie d’interférence médiée par CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats interference, CRISPRi). Notre méthode SGA 2.0 repose sur le transfert à haute densité d'un plasmide capable d'interférer avec l'expression d'un gène d’intérêt dans une collection de mutants par délétion. À titre de preuve de concept, nous avons réussi à reproduire avec une grande précision des interactions spécifiques impliquant le gène de biosynthèse du panthotenate panD. Par la suite, nous avons utilisé notre méthode SGA 2.0 pour étudier les réseaux d'interactions génétiques des gènes essentiels gyrA et murA chez E. coli ainsi que le gène rpsL chez Salmonella Typhimurium. Ce genre d’approches n'aurait pas été envisageable par la méthode SGA standard. Cela souligne la versatilité de la méthode SGA 2.0 et élargit l’application des SGA à travers différentes espèces bactériennes, dépasse également les limitations expérimentales précédentes.

Aedes albopictus is a major vector of arboviruses. Better understanding of its sex determination is crucial for developing mosquito control tools, especially genetic sexing strains. In Aedes aegypti, Nix is the primary gene responsible for masculinization and Nix-expressing genetic females develop into fertile, albeit flightless, males. In Ae. albopictus, Nix has also been implicated in masculinization but its role remains to be further characterized. In this work, we establish Ae. albopictus transgenic lines ectopically expressing Nix. Several are composed exclusively of genetic females, with transgenic individuals being phenotypic and functional males due to the expression of the Nix transgene. Their reproductive fitness is marginally impaired, while their flight performance is similar to controls. Overall, our results show that Nix is sufficient for full masculinization in Ae. albopictus. Moreover, the transgene construct contains a fluorescence marker allowing efficient automated sex sorting. Consequently, such strains constitute valuable sexing strains for genetic control.

Aedes albopictus is a major vector of arboviruses. Better understanding of its sex determination is crucial for developing mosquito control tools, especially genetic sexing strains. In Aedes aegypti, Nix is the primary gene responsible for masculinization and Nix-expressing genetic females develop into fertile, albeit flightless, males. In Ae. albopictus, Nix has also been implicated in masculinization but its role remains to be further characterized. In this work, we establish Ae. albopictus transgenic lines ectopically expressing Nix. Several are composed exclusively of genetic females, with transgenic individuals being phenotypic and functional males due to the expression of the Nix transgene. Their reproductive fitness is marginally impaired, while their flight performance is similar to controls. Overall, our results show that Nix is sufficient for full masculinization in Ae. albopictus. Moreover, the transgene construct contains a fluorescence marker allowing efficient automated sex sorting. Consequently, such strains constitute valuable sexing strains for genetic control.

Crown roots constitute the main part of the rice root system. Several key genes involved in crown root initiation and development have been identified by functional genomics approaches. Nevertheless, these approaches are impaired by functional redundancy and mutant lethality. To overcome these limitations, organ targeted transcriptome analysis can help to identify genes involved in crown root formation and early development. In this study, we generated an atlas of genes expressed in developing crown root primordia in comparison with adjacent stem cortical tissue at three different developmental stages before emergence, using laser capture microdissection. We identified 3975 genes differentially expressed in crown root primordia. About 30% of them were expressed at the three developmental stages, whereas 10.5%, 19.5% and 12.8% were specifically expressed at the early, intermediate and late stages, respectively. Sorting them by functional ontology highlighted an active transcriptional switch during the process of crown root primordia formation. Crossanalysis with other rice root development-related datasets revealed genes encoding transcription factors, chromatin remodeling factors, peptide growth factors, and cell wall remodeling enzymes that are likely to play a key role during crown root primordia formation. This atlas constitutes an open primary data resource for further studies on the regulation of crown root initiation and development.

Crown roots constitute the main part of the rice root system. Several key genes involved in crown root initiation and development have been identified by functional genomics approaches. Nevertheless, these approaches are impaired by functional redundancy and mutant lethality. To overcome these limitations, organ targeted transcriptome analysis can help to identify genes involved in crown root formation and early development. In this study, we generated an atlas of genes expressed in developing crown root primordia in comparison with adjacent stem cortical tissue at three different developmental stages before emergence, using laser capture microdissection. We identified 3975 genes differentially expressed in crown root primordia. About 30% of them were expressed at the three developmental stages, whereas 10.5%, 19.5% and 12.8% were specifically expressed at the early, intermediate and late stages, respectively. Sorting them by functional ontology highlighted an active transcriptional switch during the process of crown root primordia formation. Crossanalysis with other rice root development-related datasets revealed genes encoding transcription factors, chromatin remodeling factors, peptide growth factors, and cell wall remodeling enzymes that are likely to play a key role during crown root primordia formation. This atlas constitutes an open primary data resource for further studies on the regulation of crown root initiation and development.

Ce projet de maîtrise vise à décrire les phénotypes cliniques des patientes diagnostiquées pour un cancer de l'ovaire de type épithélial afin de soutenir la génomique fonctionnelle. Pour réaliser ce projet de recherche, quatre objectifs ont été réalisés : 1) proposer un modèle conceptuel décrivant les phénotypes cliniques des patientes à partir de données médicales enregistrées dans un entrepôt de données cliniques ; 2) à partir du modèle conceptuel, créer deux outils informatiques, dont l'un, le Master Specimen File (MSF) qui extrait des variables du modèle conceptuel issues des rapports de chirurgie et de pathologie des patientes (p. ex. histologie, stade, grade, etc.) afin de confirmer leurs diagnostics et de décrire leurs tissus de recherche selon des caractéristiques tissulaires, cellulaires et moléculaires. L'autre, le Clinical Response Database (CRD) , permet de visualiser d'autres variables (p. ex. traitements, résultats d'imagerie médicale et marqueurs tumoraux) pour déterminer l'ordre des traitements, les réponses aux traitements ainsi que les survies des patientes; 3) utiliser les deux outils informatiques au Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CHUS) pour décrire les phénotypes cliniques de patientes recrutées pour le Laboratoire de génomique fonctionnelle de l'Université de Sherbrooke (LGFUS) ; et 4) réanalyser les résultats d'une étude publiée en 2009 par le LGFUS en effectuant un nouveau regroupement des patientes selon leurs phénotypes cliniques. L'utilisation des outils informatiques au CHUS a permis de décrire les phénotypes cliniques de 106 patientes diagnostiquées pour un cancer de l'ovaire de type épithélial. Ces outils ont permis de sélectionner les patientes dont les phénotypes cliniques correspondent à des critères de sélection établis par le LGFUS. Cette sélection a permis d'effectuer la réanalyse des résultats d'une étude génomique et de constater que les patientes ayant des phénotypes cliniques hétérogènes ont des moyennes de ra

Les métabolites secondaires produits par les bactéries, les plantes et les champignons sont une riche source de composés bioactifs. Ces composés sont essentiels à plusieurs industries, notamment l’industrie pharmaceutique, pour la production de nombreux produits thérapeutiques tels que les antibiotiques, les immunosuppresseurs et les antitumoraux. Les gènes impliqués dans les voies métaboliques qui synthétisent les composés des métabolites secondaires sont connus sous le nom de groupes de gènes biosynthétiques (BGC). Les champignons filamenteux sont connus pour produire une grande variété de métabolites secondaires, et d’importants efforts de recherche ont été consacrés au développement d’approches pour la découverte de BGC dans les génomes fongiques. La découverte de nouveaux métabolites secondaires pourrait grandement bénéficier la santé humaine. Cependant l’identification des régions de BGC dans les génomes fongiques est un processus complexe et coûteux, et posant un défi aux approches de découverte de BGC fongiques. Cette thèse propose l’application d’approches d’apprentissage automatique pour identifier les BGC dans les génomes fongiques, impliquant trois étapes principales : (1) améliorer la disponibilité de données représentatives sur les BGC fongiques pour soutenir le développement des approches d’apprentissage; (2) identifier les potentielles régions de BGC sur les génomes fongiques; (3) optimiser les composants associés aux potentielles régions de BGC pour faciliter la curation par des experts ainsi que la caractérisation expérimentale des ses composés. Pour améliorer la disponibilité de données représentatives sur les BGC fongiques, des ensembles de données de référence sont construits pour soutenir la conception de la prédiction des régions de BGC comme un problème d’apprentissage supervisé. Comme les ensembles de données contiennent des instances de BGC fongiques conservées et des instances de régions de non-BGC composées de gènes orthologues fongiques

La biologie évolutive est régie par des forces écologiques correspondant à des échelles géographiques et temporelles différentes. L'interrelation hôte-pathogène constitue une des principales forces évolutives, menant à la croissance de la variabilité génétique. Dans cette thèse, nous présentons d'abord un nouveau modèle permettant de retrouver des régions génomiques fonctionnelles en se basant sur la variabilité des séquences ainsi que sur une analyse de regroupement d'espèces faite selon des critères booléens de pathogénicité. Les méthodes et les fonctions de regroupement qui en découlent ont été appliquées à des jeux de données réelles impliquant la carcinogénicité et l'invasivité des espèces. Ces méthodes et fonctions doivent varier dépendamment de la combinaison des mécanismes évolutionnaires (sélection positive et lignée spécifique) de même que des types de regroupement variés (monophylétique et polyphylétique). Nous utilisons l'index de Rand ajusté pour valider les résultats. Par la suite, nous étudions sur une plus grande échelle le phénomène du transfert horizontal de gènes, complet et partiel, chez les procaryotes. Cette analyse détaillée est effectuée sur plusieurs niveaux taxonomiques, génétiques et écologiques pour permettre d'estimer statistiquement l'ampleur de l'acquisition du matériel génétique tout au long de l'histoire évolutive des procaryotes. Finalement, nous décrivons une nouvelle méthode rapide de détection des transferts horizontaux de gènes complets qui est basée sur des fonctions de regroupement, existantes et nouvelles, accompagnée de la procédure de validation utilisant les p-values. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : analyse de regroupement, arbre phylogénétique, bipartition, carcinogénicité, détection de régions fonctionnelles, invasivité, recombinaison, transfert horizontal de gènes, variabilité génétique.