Félicitations à Harilanto Andrianjakarivony (MIO-MEB) qui a soutenu sa thèse le 16 décembre 2022

Titre de la thèse : Caractérisation du virome d’un écosystème tropical fortement anthropisé : la Lagune Ebrié en Côte d’Ivoire
Ecole doctorale 62 : Biologie et santé

Composition du jury :

Valérie MICHOTEY Présidente
Claire GESLIN Rapporteuse
Soizick LE GUYADER Rapporteuse
Sheree YAU Examinatrice
François ENAULT Examinateur
Sébastien HALARY Examinateur
Christelle DESNUES Directrice de thèse Ϯ 
Yvan BETTAREL Directeur de thèse

Résumé

Les connaissances sur la diversité et la composition des communautés virales dans les milieux aquatiques ont considérablement progressé ces dernières années, notamment grâce à l'avènement des approches « omics ». Néanmoins, le coût et les difficultés analytiques liés au traitement des séquences virales font que le nombre d’études sur les viromes aquatiques reste relativement limité, avec des bases de données encore peu fournies. Par exemple, certains écosystèmes n'ont été que rarement étudiés, notamment en milieu tropical. Ceci est également le cas de sites soumis à des niveaux élevés de pollution, où l'étude des virus est pourtant fondamentale d'un point de vue sanitaire. Dans cette thèse, nous avons choisi d’étudier la composante virale dans un site lagunaire complexe, exposé aux rejets domestiques, agricoles et industriels d’une population de près de 6 millions d’habitants : la Lagune Ebrié bordée par la ville d’Abidjan, en Côte d’Ivoire. Les objectifs de cette thèse visaient à (1) caractériser les communautés virales benthiques et planctoniques dans 7 sites de cette lagune présentant des niveaux d'eutrophisation contrastés, en distinguant les viromes ADN et ARN, (2) évaluer si la composition des viromes dépend du niveau d’eutrophisation des eaux, (3) identifier les taxons viraux pathogènes et ceux susceptibles d’être utilisés comme indicateurs de la pollution fécale humaine, et (4) examiner les principales stratégies de reproduction (lytique et lysogénique) des virus. Pour cela, nous avons utilisé une approche métagénomique de type shotgun combinée à des analyses bio-informatiques basées sur une assignation taxonomique des virus via la banque de données de séquences non redondantes, ainsi que sur une méthode exploitant les k-mers. Parmi les résultats les plus marquants, nous avons montré que la composition des viromes ADN était spécifique à chaque compartiment (plancton/benthos), avec une prédominance de séquences associées aux bactériophages appartenant au groupe des virus ADN double-brin (Siphoviridae, Myoviridae et Podoviridae) dans la colonne d’eau, et simple-brin (Microviridae) dans le sédiment. À l’inverse, la composition des viromes ARN était davantage influencée par le niveau d’eutrophisation du milieu que par le compartiment. Ceux-ci présentaient des séquences associées aux pathogènes humains d'origine fécale, comme le coxsackievirus B3, le picobirnavirus humain et le bastrovirus. Ces séquences ont été identifiées dans les stations les plus eutrophes de la lagune. Plusieurs séquences associées aux indicateurs de pollution fécale humaine, tels que le tobacco mosaic virus, pepper mild mottle virus, smacovirus et pecovirus, ont également été identifiées. L’étude des interactions entre les virus et leurs hôtes bactériens a permis de montrer que cette lagune tropicale était plus propice aux stratégies lytiques de reproduction virale dans les stations les plus eutrophes, tandis que la lysogénie était davantage favorisée dans les stations les plus oligotrophes. Parmi les nutriments, l'ammonium est apparu comme décisif pour expliquer les modalités d’infection des virus dans cet écosystème particulier. Enfin, en utilisant une approche basée sur la prédiction théorique des hôtes bactériens via le Prokaryotic-virus-Host-Predictor, nous avons pu montrer la fiabilité de cet outil computationnel générant des profils taxonomiques des hôtes bactériens comparables à ceux obtenus par l’approche classique basée sur le métabarcoding ciblant le gène ARN 16S. Ce travail de thèse a donc permis d’apporter un jeu de données unique, mais aussi de nouvelles connaissances fondamentales sur la composition du virome de sites aquatiques soumis à de forts niveaux de pollution. Il démontre également le potentiel gigantesque de la métagénomique pour la détection de virus, notamment pathogènes et d'indicateurs de pollution fécale, et qui pourrait constituer un outil prometteur pour évaluer le statut de contamination des écosystèmes aquatiques.

Mots-clés : virome, écosystèmes aquatiques, pathogène, indicateurs de pollution fécale, métagénomique, bactériophage, bactérie, lagune, eutrophisation, sédiment, eau