Note publique d'information : Les intégrons sont des plateformes génétiques bactériennes de capture et d'expression
de gènes. Les intégrons cliniques sont les principaux responsables de la forte augmentation
récente des bactéries multirésistantes aux antibiotiques. Cependant, dans l’environnement,
ils ne représentent qu’une part minime de l’importante diversité des intégrons. Ainsi,
les objectifs de cette thèse étaient (i) d’évaluer l’étendue de la diversité des intégrons
dans l’environnement, (ii) de comprendre les phénomènes responsables de la structuration
du pool d’intégrons dans le compartiment sédimentaire d’un milieu estuarien anthropisé
et (iii) de rechercher l’existence potentielle d’intégrons indicateurs du niveau de
contamination chimique.Le suivi des intégrons de classes 1, 2 et 3 et des populations
d’E. coli dans des sédiments du bassin versant de la Risle impactés par des sources
de contamination fécale bien caractérisées ont montré qu’en étiage, les souches d’E.
coli d’origine humaine se disséminaient sur de courtes distances. Les intégrons de
classe 1 se disséminent sur des distances un peu plus importantes et se maintiennent
dans les 12 premiers centimètres du compartiment sédimentaire au moins.Une méthode
a été développée permettant, pour la première fois, l’analyse de la diversité des
intégrons via séquençage haut-débit. L’application de cette méthode sur une carotte
sédimentaire de 4,8 m de profondeur prélevée dans l’estuaire fluvial de la Seine a
permis de mettre en évidence plusieurs milliers de classes d’intégrons dont de nombreuses
intégrases encore jamais répertoriées. La diversité des intégrons chute fortement
avec la profondeur. Les intégrons de classe 1, majoritaires dans les sédiments de
surface, ont une abondance qui chute fortement avec la profondeur cependant ils répondent
plutôt positivement à la contamination chimique renforçant l’idée de leur utilisation
comme proxy de pollutions anthropiques récentes. Trois classes d’intégrons dominent
dans la vase consolidée représentant 38% des séquences obtenues dans la carotte sédimentaire
mais répondant plutôt négativement à la contamination chimique. Enfin, la structure
du pool d’intégrons est fortement corrélée à celle de la communauté bactérienne mais
semble en partie indépendante de la communauté bactérienne dans deux des fractions
sédimentaires profondes avec la dominance d’une nouvelle classe d’intégrons qui semble
sélectionnée par les HAP.
Note publique d'information : Integrons are bacterial genetic platforms allowing acquisition and expression of genes.
Clinical integrons play a major role in the strong increase of antibiotic multi-resistant
bacteria recently observed. However, in the environment, they represent only a tiny
fraction of the large integron diversity. Therefore, the aims of this thesis were
(i) estimating the extent of the integron diversity in the environment, (ii) understanding
phenomena responsible for integron pool structure in anthropized estuarine sediments
and (iii) looking for integrons potentially proxy of chemical pollution level. The
research of class 1, 2 and 3 integrons and the analysis of E. coli populations in
sediments from the Risle drainage basin impacted by well-characterized fecal contamination
sources show that E. coli strains with human origins were spread on short distances
during low water level periods. However, class 1 integrons are spread on slightly
longer distances and remain present in the 12 first centimeters of sediments at least.
A methodology was developed allowing, for the first time, the analysis of integron
diversity by high-throughput sequencing. In this way, the analysis of a 4.8 meter
core sediment from the fluvial Seine estuary highlighted several thousands integron
classes including many new integrases absent from data bases. Integron diversity decreases
along with depth. Class 1 integrons are the majority integrons in surface sediments
but their abundance strongly decreases in deep sediments. Class 1 integron abundance
rather responds positively to chemical pollutions accentuating the idea that class
1 integrons could be used as proxy of recent anthropogenic pollutions. In the sediment
core, three integron classes outshine the whole dataset: they represent 38% of all
the sequences from the sediment core. However, abundances of these three majority
integron classes rather respond negatively to chemical pollution levels. Integron
pool structure is highly correlated to bacterial community diversity but seems to
be partially independent to bacterial community diversity within two deep fractions
from the sediment core: in these two sediment fractions, a new integron class outshines
the rest of integron classes and seems to be specific to these two sediment fractions.
Furthermore, this new integron class seems to be selected by PAH.
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