Thioulouse Jean -UMR CNRS 5558 Laboratoire de Biométrie et Biologie Évolutive

Jean Thioulouse

Directeur de recherche - CNRS

courriel :

tél. : +33 (0)4 72 43 27 56

fax : +33 (0)4 72 43 13 88

UMR CNRS 5558 - LBBE
"Biométrie et Biologie Évolutive"
UCB Lyon 1  - Bât. Grégor Mendel
43 bd du 11 novembre 1918
69622 VILLEURBANNE cedex

Equipe Bioinformatique et Génomique Evolutive

Bâtiment : Mendel (711) - 2ème étage Bureau : 16

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Mon activité de recherche est centrée sur l’innovation dans le domaine de la méthodologique statistique en biologie. Ces dernières années, je me suis plus particulièrement intéressé aux méthodes d’analyse statistique de la diversité bactérienne. J’ai cependant poursuivi également des développements méthodologiques en informatique, conduisant à la diffusion de logiciels, ainsi que des activités de consultation et de formation.

1- Méthodes d’analyse statistique de la diversité bactérienne

L’étude de la diversité biologique des peuplements bactériens n’a pu être abordée dans toute sa complexité qu’avec l’apparition des techniques modernes de biologie moléculaire. Auparavant, elle était limitée à la fraction cultivable des bactéries, qui ne représente qu’une très faible partie de l’ensemble des espèces existantes. La définition même d’espèce bactérienne soulève des problèmes difficiles et on s’oriente là aussi vers une définition basée sur les techniques fines de biologie moléculaire.

Les techniques modernes de biologie moléculaire recouvrent une grande diversité de méthodes, depuis le clonage-séquencage jusqu’aux puces à ADN en passant par toutes les méthodes réunies sous le nom d’ « empreintes génétiques », comme par exemple les méthodes AFLP, RFLP, TGGE, TTGE, ARISA, etc. Toutes ces techniques permettent d’atteindre des niveaux de résolution de la diversité des peuplements très fins (et même individuel dans le cas du clonage-séquencage), ce qui n’est pas toujours nécessaire.

Un point commun à toutes ces méthodes est qu’elles fournissent de grandes quantités de données, dont la densité en information utile est faible. L’analyse statistique de ces données doit donc privilégier les méthodes de réduction de dimension, comme les méthodes classiques d’analyse statistique des données multivariées (ACP, AFC, etc.). Les individus correspondent alors aux échantillons expérimentaux (prélèvements de sol par exemple) et les variables peuvent correspondre aux différentes amorces présentes sur les puces à ADN, ou aux bandes des méthodes d’empreintes génétiques. Ces travaux concernent deux projets ANR : le projet ECOMIC-RMQS (« Biodiversité »), et le projet PATHO-RMQS (« Santé-Environnement Santé-Travail »).

1.1- Le projet ECOMIC-RMQS (Resp. L. Ranjard, INRA Dijon)

Le projet ECOMIC-RMQS a pour objectif de mieux définir et comprendre les processus qui génèrent et maintiennent la biodiversité microbienne des sols, notamment par une meilleure estimation et caractérisation de la diversité « beta » de ces communautés (changement de composition de la communauté à l’échelle du paysage). Ce projet est entré dans sa phase de valorisation, et a donné lieu à la publication de 4 articles en 2009.

1.2- Le projet Patho-RMQS (Resp. S. Nazaret, CNRS Lyon)

Le projet Patho-RMQS relève du champ thématique "santé-environnement" et concerne l’écologie des agents bactériens infectieux. Il apparaît incontestable que l’urbanisation, les pratiques agricoles, les modifications majeures des paysages, les changements climatiques, le vieillissement de la population représentent des forces sélectives modifiant l’écologie des agents infectieux. Nous avons cependant un déficit important sur l’étude de la prévalence des bactéries pathogènes humaines dans l’environnement, en dehors de l’homme et des réservoirs animaux, et plus particulièrement dans les sols, et sur la compréhension du rôle des facteurs abiotiques et biotiques influençant leur survie et leur distribution.

1.3- Analyse de la diversité microbienne dans les sols tropicaux, rôle dans la symbiose mycorrhizienne. (R. Duponnois, IRD, UR LSTM, Dakar, Sénégal)

Je travaille depuis de nombreuses années avec plusieurs chercheurs de l’IRD à Dakar et à Ouagadougou. Cette collaboration (17 publications sur la période 2006-2009) porte sur l’analyse de la diversité microbienne dans les sols tropicaux. La méthode des profils cataboliques, si elle ne fourni pas une description très précise des communautés bactérienne, permet cependant de les caractériser au plan fonctionnel, et de les discriminer très facilement. Elle est basée sur la production de CO2 obtenue avec grand nombre de substrats différents. Elle nous a permis, avec également des méthodes d’empreintes génétiques, de mettre en évidence la complexité des relations qui existent entre couvert végétal, symbiose mycorrhizienne, et diversité de la flore bactérienne.

2- Diffusion de logiciel, consultation et formation à l’analyse statistique des données

J’ai mis au point (et je continue à améliorer) un package pour le logiciel R, intitulé « ade4TkGUI ». Il s’agit d’une interface utilisateur graphique en Tcl/Tk pour le package ade4. Lors du passage de l’ancienne version d’ADE4 vers le package ade4 pour R, de nombreux utilisateurs ont éprouvé des difficultés à utiliser la nouvelle interface du logiciel R, qui est du type « ligne de commande ». L’article de Thioulouse & Dray (2007), paru dans le numéro spécial du Journal of Statistical Software consacré au thème “Ecology and Ecological Modeling in R”, explicite les choix que nous avons faits. Il détaille les avantages et les inconvénients des deux types d’interfaces : interface en mode ligne de commande (command line interface : CLI) et interfaces utilisateur graphiques (graphical user interface : GUI).

Je donne également des consultations de biométrie pour différents laboratoires de recherche, publics ou privés, et j’organise régulièrement (chaque année) des stages de formation au logiciel R et aux packages d’analyse de données multivariées ade4 et ade4TkGUI.

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