Thèse de Thomas Brüls

Thèses
Séminaires

Mai 2001

"Cartographie de grands génomes : applications à la cartographie physique du chromosome 14 humain et à la cartographie transcriptionnelle du génome murin "
  Thomas Brüls (mail)

  Cette thèse est divisée en trois parties.

La première partie introduit les concepts clés ainsi que les principales méthodes de cartographie. Celles-ci se distinguent par la nature des observations, qui constituent les données primaires, et par les méthodes d’analyse nécessaires pour la construction de cartes à partir de ces données. Cependant, l’objectif de cette introduction est également d’essayer de faire ressortir les nombreux points communs entre ces différentes approches de cartographie, aussi bien sur le plan conceptuel qu’analytique.

La cartographie par étude de liaison méiotique et la cartographie par hybrides d’irradiation figurent parmi les approches les plus performantes pour construire des cartes continues sur de grands intervalles, mais sont également les méthodes les plus exigeantes du point de vue analytique. Ces deux approches reposent sur des processus aléatoires pour séparer les marqueurs (les cassures chromosomiques induites par des rayons X ou les recombinaisons méiotiques), et nécessitent en conséquence une analyse probabiliste de la fréquence de co-ségrégation de marqueurs pour inférer un ordre de marqueurs et les distances entre ceux-ci.

Ces deux types de cartes sont à la base de la carte transcriptionnelle du génome murin qui a été produite à Genoscope. Une carte d’hybrides d’irradiation de haute résolution du chromosome 14 humain a également servi de cadre à l’effort de séquençage de ce chromosome.

Les cartographies par contenu en marqueurs et par empreintes de restriction (fingerprinting) sont plus apparentées entre elles, et permettent de dériver une carte physique sous la forme d’un ensemble de clones chevauchants.

Ces deux approches ont été utilisées de façon auxiliaire durant l’effort de séquençage du chromosome 14 humain.

Dans la perspective d’un projet de séquençage à grande échelle, les approches de cartographie mentionnées jusqu’ici sont classiquement exécutées dans une phase préliminaire au séquençage. Une approche alternative, basée sur la construction et l’utilisation d’une banque de séquences d’extrémités de clones permet d’aborder les phases de cartographie et de séquençage en parallèle. Une telle approche (nommée STC pour "Sequence Tagged Connector’’) a été utilisée pour le séquençage du chromosome 14 humain, et est décrite ensuite.

La deuxième partie de cette thèse décrit les résultats de nos travaux de cartographie sur le chromosome 14 humain et le génome de la souris, ainsi que le résultat d’un effort de conceptualisation des données et traitements associés aux différentes approches de cartographie en vue de leur intégration.

Ce dernier résultat a été incorporé en tant que module de cartographie dans le LIMS (Laboratory Information Management System) développé à Genoscope.

L’approche utilisée pour le chromosome 14 combine essentiellement une approche "STC’’ avec une carte d’hybrides d’irradiation de haute résolution. La carte transcriptionnelle du génome murin est construite à partir de données d’hybrides d’irradiation, mais s’appuie également sur une carte méiotique préalablement construite.

La troisième partie de la thèse discute les limitations des différentes méthodes de cartographie ainsi que des problèmes liés à l’intégration des données de différentes cartes. Nous essayons ensuite de mettre en rapport les résultats obtenus avec les objectifs initiaux et d’envisager le futur des projets de cartographie dans le contexte de la séquence compléte du génome humain et du démarrage de projets génome pour un nombre croissant d’organismes.

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