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Functionality and evolution of lncRNA repertoires and expression patterns in tetrapods
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Les processus de Hawkes comme modeles statistiques pour la genomique et les neurosciences
Apres une introduction aux modeles de Hawkes multivaries, j'expliquerai en detail en quoi ces processus peuvent etre pertinents pour modeliser les distances evitees ou favorisees entre motifs (ou elements regulateurs de la transcription) le long de la chaine d'ADN, mais aussi pour modeliser les interactions entre trains de potentiels d'action en neurosciences. Apres avoir explique quels sont les principaux moyens pour estimer de maniere parametrique dans ces modeles les fonctions d'interaction, je detaillerai comment s'affranchir d'hypotheses parametriques sur ces fonctions et obtenir une methode statistique qui s'adapte aux donnees sans que l'on ait aucune hypothese majeure a faire. Je finirai en expliquant que l'on peut tester que ces modeles sont valides sur les donnees en question.
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Host-Pathogen interactions during Francisella tularensis infection: of host innate immune responses and virulence factors.
Francisella tularensis is a Gram-negative bacterium causing tularemia in humans. This zoonotic agent can infect a wide range of hosts including amoebae, arthropods and mammals. The ability of Francisella to cause disease is linked to its ability to replicate within host cells. Upon phagocytosis by macrophages, Francisella escapes from the phagosome to reach the host cytosol where it can replicate to very high numbers. I will present both the virulence factors controlling the intracellular life cycle and the host factors that detect Francisella in the host cytosol leading to the mounting of an efficient immune response.
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Le risque du cancer augmente-t-il en France ?
En apparence, il s'agit d'une question relativement simple dont on attend une réponse tout aussi simple. Dans le langage courant, ou en tout cas médiatique, la question est parfois posée sous la forme « le cancer aujourd'hui, une épidémie ? ». Le mode de vie actuel, les modifications environnementales, les expositions à des sources polluantes multiples alimentent, de manière légitime, les craintes de la population. Le vieillissement de la population induit également une augmentation du nombre de personnes atteintes de cancer, ce qui accentue la perception, réelle ou supposée, de la maladie : on rappelle que le cancer est, depuis 2004, la première cause de décès en France. Il n'existe pas de réponse universelle à la question initiale, pour de multiples raisons. La première réponse, d'ordre technique, est qu'il n'existe, pour répondre à la question, que des données observationnelles. Il n'est de ce fait pas aisé de faire le lien entre une cause et un effet. Or, parler de risque, au sens scientifique du terme, suppose la mise en évidence de facteurs de risque. Une seconde raison est que le cancer est une maladie qui a des composantes très différentes, et dont les causes possibles sont la résultante de différents facteurs (maladie multifactorielle). Une autre façon d'aborder cette question serait de décliner la problématique en trois questions : quel est le risque d'avoir un cancer (question initiale), le risque d'avoir un diagnostic de cancer (cas des localisations à forte prévalence), le risque de décéder d'un cancer. Notre exposé n'aura pas pour objectif de fournir une réponse définitive à la question posée mais plutôt de fournir des indications sur la difficulté d'y répondre. Les données du registre du cancer de l'Isère, mais aussi d'autres registres ainsi que les estimations nationales d'incidence et de mortalité serviront de support à la présentation.
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Population genomics and complex traits in yeast
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Consensus from partial trees
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How a Simian Immunodeficiency Virus evolved to become HIV-1
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Microbiology's platypus
We study a poorly characterized bacterial gender of the Planctomycetes phylum, Gemmata obscuriglobus. Planctomycetes are major players in the global nitrogen and carbon cycles and are uniquely capable of anaerobic ammonium oxidation (a globally important nitrogen transformation). Within that phylum, the bacteria of the gender Gemmata are particularly interesting due to their complex intracellular membranous organization that is sustained by proteins showing similarity to the eukaryotic equivalent ones and their capability to internalize fully folded proteins in a process reminiscent of eukaryotic endocytosis (Lohnienne et al., 2010).We use a combination of computational, molecular biology, and electron-microscopy to first, decipher the peculiar biology of the Planctomycetes and second, to understand their contribution to eukaryotic origin. Computationally, we use structure to push the limits of sequence homology detection. Amongst other tools, we use protein architecture correlation to detect potential relationship between distantly related proteins (Santarella-Mellwig et al. PLoS Biol. 2010).
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Where do new genes and domains come from?
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Fitness Landscapes & Dynamics of Adaptation: what can we infer from patterns of phenotypic and molecular evolution?
The distribution of fitness effect of new mutations is central to many questions in evolutionary biology such as: what type of genetic variation enables sustained evolution, does adaptation to a given environment entails systematically a cost in different environments, what forces maintain phenotypic and molecular variation we observe in extant populations, etc. Fitness landscapes link the (phenotypic) effect of a new mutation and its fitness consequences. I will present recent work geared at inferring distribution of fitness effects and more broadly the properties of fitness landscapes underlying adaptation. I will consider empirical data bearing both on phenotypic evolution in experimental populations and patterns of molecular variation in natural populations.
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Transferts horizontaux d'éléments transposables
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Small changes in the big picture: genetic fine-tuning of transcriptome variation across human populations
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Modélisation de la répartition spatiale d'une espèce marine et intégration à l'échelle de son cycle de vie. Exemples de la distribution des laminaires en Bretagne et de la modélisation spatialisée du cycle de vie de la sole en Manche.
La répartition spatiale d'une espèce est une combinaison des effets de variables environnementales et des activités humaines. Selon leur position géographique, les groupes d'individus d'une espèce sont soumis à des conditions différentes qui influencent notamment leur probabilité de présence et leur biomasse. La répartition des différents groupes d'individus et la connectivité entre ces groupes peuvent avoir une influence primordiale sur la dynamique spatiale et temporelle de la population. La modélisation des habitats potentiels relie des biomasses observées avec les facteurs environnementaux par corrélation, grâce à des modèles linéaires généralisés (GLM) ou des modèles additifs généralisés (GAM). La modélisation permet de s'affranchir de l'observation complète d'une zone d'étude en prédisant la répartition des espèces sur les zones non observées si les facteurs environnementaux sont disponibles. La répartition spatiale des biomasses peut ensuite être couplée à un modèle de cycle de vie pour estimer la dynamique de population. La carte de répartition des laminaires en mer d'Iroise sera utilisée comme exemple de modélisation des habitats potentiels en statistiques fréquentistes. Ces cartes seront utilisées pour la gestion des stocks de laminaires, espèce récoltée pour ses alginates très utilisés en cosmétique. Un point important de cette étude est de faciliter l'interprétation des résultats par les gestionnaires tout en intégrant les effets de l'incertitude de prédiction sur cette interprétation. Le modèle de cycle de vie de la sole commune en Manche Est illustrera l'intégration (1) d'un modèle de dispersion larvaire pour la distribution des larves entre les nourriceries, (2) d'un modèle d'habitat potentiel pour la répartition des juvéniles dans ces nourriceries, et (3) d'un modèle de population (non spatialisé) pour les adultes soumis à la pression de pêche, dans le cadre d'un modèle hiérarchique bayésien. Ce modèle vise notamment à comparer l'importance relative des mortalités naturelles par rapport aux mortalités d'origine anthropique (dégradation des habitats juvéniles, pêche). Il pourrait aussi être utilisé pour l'évaluation du stock.
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Function and molecular evolution of genes involved in zygote formation inninsects
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Presentation de mon parcoursn-
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'Dialogues' between squid and luminous bacteria during the establishment of the interaction and the building of the extended phenotype.
Symbiotic associations are widespread in nature, and constitute a driving force in the evolution of organisms. However, the interactions between partners that lead to the establishment, the specificity and the evolution of the association are oftentimes difficult to study. We used the binary mutualistic association between the squid Euprymna scolopes and the luminescent bacterium Vibrio fischeri as a natural model to study the dialogue between partners that facilitates the selection and colonization of the symbiont into host tissues, but also its maintenance over a strong diel rhythm. We coupled comparative transcriptomics analyses and functional characterizations to better understand how the initial molecular conversation between the two partners plays a role in determining the specificity of the association. We also studied the influence of the presence of a persistent luminous bacterium on the gene expression and physiology of its host. These studies reveal that a very limited number of symbionts is sufficient to reprogram host gene expression, leading to the specific establishment of the interaction and the building of its extended phenotype.
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Bacterial species that are defined by genes but not by ecology
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Analysis of genomic structural diversity in wolf-like canids.
Structural variation in general, and copy number variants (CNV) in particular, has emerged as an important source of genetic variation. The genetic history and the extraordinary morphological, physiological and behavioral variation of dogs, make them an ideal mammal in which to study the effects of CNV on biology and disease. The dog genome revealed the existence of more than one thousand of CNV that overlap ≈ 400 genes, which are enriched for defense/immunity, oxidoreductase, protease, receptor, signaling molecule and transporter genes. Furthermore, CNV can have significant impacts on a wide range of phenotypes including breed-definiting traits and showed to be appropriate markers to analyze genetic relationships between dog populations. This finding implies that most of the surveyed CNVs were present in the pool of canine breed founders. In order to understand the ancestral dog genome organization, we designed a high density custom 720K probes NimbleGen aCGH chip based on all known dog CNV and segmental duplication and genotyped 15 wolves from 11 populations, with a wide distribution (including Europe, Asia and America), 5 dogs (Dingo, Basenji, Beagle, Boxer and Dachshund) and three outgroups (red wolf, coyote and golden jackal). The dataset analyzed in this study allow us to identify selected CNV during early dog domestication.
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Organization of genes along genome during evolution.
The organization of genes along a genome is not random. There exists various proofs of specific rearrangements such that operon for procaryote organisms.In the goal to better understand how this organization can explain the correlation between chromosomic mutation in cancer, we studied the organization of co-functional genes on the human genome (pathways, protein complexes, RNAt, etc). Using statistics, we observed significant concentrations (or dispersions) for sets of co-functioning genes. We evaluated the organization of these sets of genes through three aspects: number of chromosomes involved, genomic distance, spatial intra-chromosomic distance. This organization seems to depend on the functional category (FunCat) of each set of genes. From this results, we start to work on the evolution of these concentrations and dispersions among various species.Moreover, in order to observe some (dis)similarities between genomes, it is necessary to define realistic models and measures. We have implemented models (based of graph theory and mathematic programming) to compute in particular common adjacencies between genomes. These models take into account increasingly biologic information despite the complexity of the studied problems.
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Cancer: a missing link in ecosystem functioning?
Cancer is a disease that affects the majority of metazoan species and prior to directly causing host death, is likely to influence the competitive abilities of individuals, their susceptibility to pathogens, their vulnerability to predators and their ability to disperse. Despite the potential importance of these ecological impacts, cancer is rarely incorporated into model ecosystems. In this talk, I will describe the diversity of ways in which oncogenic phenomena, from precancerous lesions to generalized metastatic cancers, may affect ecological processes that govern biotic interactions. I will argue that oncogenic phenomena, despite their complexity, have predictable ecological consequences. Our aim is to provide a new perspective on the ecological and evolutionary significance of cancer in wildlife, and to stimulate research on this topic.