Multi-species genomic study of oxidative stress response and adaptation

Etude génomique multi-espèces de la réponse adaptative au stress oxydatif

Luc Thomès (1)

1 ARN - Architecture et Réactivité de l'ARN

During this thesis project, I used comparative transcriptomic approaches to identify biological processes involved in stress response and adaptation. This study demonstrated the existence of a set of conserved genes between vertebrate species. The study of these genes revealed that they predominantly encode proteins of the extracellular matrix and that they are co-expressed, suggesting their involvement in a common regulatory pathway in response to stress. Network analyzes proposed that these genes are regulated by the TGFβ signaling pathway and associated with the signaling factors CD44 and SRC. In parallel, I conducted a comparative genomics study on the evolution of the pantothenate biosynthetic pathway in bacteria of the group Candidatus poribacteria. This study demonstrated a mosaic distribution of two pathways previously identified as characteristic of bacteria and archaea. In addition, I also developed a bioinformatic tool, PROTEDEX, for integrative and standardized analysis of gene lists, using evolutionary and functional data.

Durant cette thèse, j'ai employé des approches de transcriptomique comparative pour identifier des processus biologiques impliqués dans la réponse au stress et l’adaptation. Cette étude a mis en évidence l’existence d’un jeu de gènes conservés entre des espèces de vertébrés. L’étude de ces gènes a révélé qu’ils codent majoritairement pour des protéines de la matrice extracellulaire et qu’ils sont co-exprimés, suggérant leur implication dans un même processus de régulation en réponse à un stress. Des études en réseau ont proposé que ces gènes seraient régulés par la voie de signalisation TGFß associée aux facteurs de signalisation CD44 et SRC. En parallèle, j’ai mené une étude de génomique comparative portant sur l’évolution de la voie de biosynthèse du pantothénate chez des bactéries du groupe Candidatus poribacteria. Cette étude a démontré une distribution en mosaïque de deux voies jusqu’alors considérées comme caractéristiques des bactéries et des archées. Par ailleurs, j’ai également développé un outil informatique, PROTEDEX, pour l'analyse intégrative et standardisée de listes de gènes, utilisant des données évolutives et fonctionnelles.

Mots clés: Stress response; Evolution; Comparative approach; TGFß regulation; Pantothenate

Mots clés: Réponse au stress; Evolution; Approche comparative; Régulation par TGFß; Pantothénate

Domaines: Bio-informatique [q-bio.QM]

Luc Thomès. Multi-species genomic study of oxidative stress response and adaptation. Bioinformatics [q-bio.QM]. Université de Strasbourg, 2020. English. ⟨NNT : 2020STRAJ067⟩. ⟨tel-03539456⟩