Cette thèse présente nouveaux organismes trouvés dans d'échantillons d'eaux usées proviennent la zone sud de Jeddah, en Arabie Saoudite. Legionella saoudiensis, Kaumoebavirus, moumouvirus saoudien (SDMV), Yasminevirus et Bunga messiliensis qui sont isolés par une méthode de co-culture amibienne d'infection par Dictyostelium discoideum ATCC 44841, Vermamoeba vermiformis CDC-19, Acanthamoeba polyphaga Linc AP-1 , et Acanthamoeba griffinii, respectivement. Legionella saoudiensis, une souche bactérienne Gram-négative, en forme de bacille, LS-1T appartient au genre Legionella de la famille des Legionellaceae, basée sur des séquences de gène 16S rRNA et d'autres 4 gènes (mip, rpoB, rnpB et 23S-5S). D'une part, le KAUmoebavirus a des capsides icosaédriques de ~ 250 nm-large, un génome d'ADN de 350 731 pb, et une densité de codage de 86%, correspondant à 465 gènes. La plupart de ces gènes (59%) sont étroitement liés aux gènes de Faustoviruses (43%) et Asfarviruses (23%). D'autre part, le moumouvirus saoudien est un nouveau virus géant appartenant à la lignée Mimivirus B, de l'hôpital universitaire King Abdulaziz à Djeddah, et a présenté des particules icosaédriques de 500 nm avec un génome de 1 046 087 pb, plus grand que les génomes moumouvirus qui ont été décrites dans le passé. Il a été prédit que son génome code pour 868 ORF, dont la taille varie de 54 à 2 914 acides aminés. En outre, il code pour 40 nouveaux gènes (ORFans) sans similitude avec d'autres séquences. Ces résultats montrent que la dispositiond’une carte élargie des protistes conduit à découvrir de nouveaux virus géants. / This thesis displays novel organisms that are found in sewage water samples from southern area of Jeddah, Saudi Arabia. These organisms are Legionella saoudiensis, Kaumoebavirus, Saudi moumouvirus (SDMV), Yasminevirus, and Bung messiliensis that are isolated by amoebal co-culture method of infection with Dictyostelium discoideum ATCC 44841, Vermamoeba vermiformis CDC-19, Acanthamoeba polyphaga Linc AP-1, and Acanthamoeba griffinii, respectively. Legionella saoudiensis, a Gram-negative, bacilli shaped bacterial strain, LS-1T belongs to the genus Legionella in the family Legionellaceae based on 16S rRNA gene sequences and other 4 genes (mip, rpoB, rnpB, and 23S-5S). On one hand, KAUmoebavirus has ~250-nm-large icosahedral capsids, a 350,731 bp DNA genome, and a coding density of 86%, corresponding to 465 genes. Most of these genes (59%) are closely related to genes from Faustoviruses (43%) and Asfarviruses (23%). On the other hand, Saudi moumouvirus is a new giant virus belonging to Mimivirus lineage B, from the King Abdulaziz University hospital in Jeddah, and presented 500 nm icosahedral particles with a 1,046,087 bp genome, which is larger than moumouvirus-like genomes which have been described in the past. Its genome was predicted to encode 868 ORFs, ranging in size from 54 to 2,914 amino acids. Furthermore, this genome was predicted to encode 40 new genes (ORFans) without similarity with other sequences. These findings show that the widen chart of protists apply lead to discover new giant viruses.

La recherche en bactériologie et virologie est à la fois de nature cognitive et appliquée. Elle consiste à fédérer et mettre en place une capacité de recherche multidisciplinaire et pouvoir l'intégrer sur un champ très vaste de microorganismes et de maladies. Les nouvelles avancées conceptuelles et technologiques dans le domaine de la génomique, notamment les avancées dans les techniques à haut débit (séquençage, PCR...) permettent actuellement d’avoir rapidement des génomes bactériens et viraux entiers, ou seulement sur quelques gènes d’une grande population. Les progrès dans ce domaine permettent l’accès à ces informations en évitant une combinaison de plusieurs méthodologies, et à moindre coûts. Dans notre travail de thèse, nous avons été porté à analyser et traiter les données de deux études genomiques et métagenomiques, mettant en évidence avantages, limites et attentes liés à ces techniques. La première étude porte sur l'analyse génomique de nouveaux virus géants et chlamydia infectant Vermamoeba vermiformis. La deuxième étude concerne le pyroséquençage 16S de microbiote intestinal de nouveau-nés atteint de l'entérocolite nécrosante. Pour le premier projet du travail de thèse, nous avons analysé les génomes de trois nouvelles espèces de Chlamydiae et onze virus giants (premiers membres de deux probables nouvelles familles) qui se multiplient naturellement dans Vermamoeba vermiformis. L'objectif étant de mettre en évidence les caractéristiques génétiques spécifiques à ces micro-organismes. La deuxième partie a été consacrée à l'analyse des données de pyroséquençage 16S des selles de nouveau-nés atteints de l'entérocolite nécrosante. / Research in bacteriology and virology is both cognitive and applied. It involves federating and developing a multidisciplinary research capacity and being able to integrate it into a very broad field of microorganisms and diseases. New genomic and conceptual advances in genomics, including advances in high-throughput techniques, now permit rapid bacterial and viral genomes, or only a few genes of a large population. Progress in this area allows access to this information by avoiding a combination of several methodologies and at lower costs. In our thesis work, we were led to analyze and process the data of two genomic and metagenomic studies, highlighting advantages, limitations and expectations related to these techniques. The first study focuses on the genomic analysis of new giant viruses and chlamydia infecting Vermamoeba vermiformis. The second study concerns the 16S pyrosequencing of intestinal microbiota of neonates with necrotizing enterocolitis. The first project of the thesis work analyzed the genomes of three new species of Chlamydiae and eleven giant viruses (first members of two probable new families) which naturally multiply in Vermamoeba vermiformis. The objective is to highlight the genetic characteristics specific to these microorganisms. The second part was devoted to the analysis of 16S pyrosequencing data from neonatal enterocolitis neonatal stools. The goal was to identify an agent responsible for this disease.

La co-culture d’amibes est utilisée afin d’isoler des microorganismes. Ainsi le premier virus géant,fut découvert. Cependant, les méthodes de culture sur protozoaires sont délicates et fastidieuses. De ce fait, le développement de ces cultures représente une difficulté pour les microbiologistes, limitant ainsi l’analyse d’un nombre important d’échantillons et la caractérisation de nouveaux virus. De nouvelles stratégies et des améliorations des modèles actuels sont donc nécessaires. Notre travail a été de développer de nouvelles stratégies permettant l’isolement de microorganismes associés aux amibes. Dans la 1ere partie nos travaux ont permis une amélioration des cultures avec le développement de nouveaux milieux de culture et l’utilisation ciblée d’antimicrobiens.La clé de ces stratégies est l’association des techniques rapides aux étapes améliorées de culture et leur application à un large panel de protozoaires pouvant abriter des microorganismes. Les résultats ont permis le développement d’un système d’isolement à haut débit très efficace. Nous avons notamment mis au point des techniques de tri de virus géants par cytométrie.Dans la seconde partie, nos travaux ont porté sur la description et la caractérisation des nouveaux isolats.Les résultats obtenus démontrent l’importance de poursuivre l’isolement et la caractérisation de ces microorganismes afin de mieux appréhender l’évolution de ces microorganismes, leur biotope et leur pathogénicité.De nouveaux outils sont nécessaires,notre manque d’imagination et l’absence de systèmes automatisés seront les limites aux nouvelles stratégies dans le monde de la microbiologie. / Amoebae are predators without distinction and they can also act as hosts to several different microorganisms that may coexist simultaneously. Some protozoa are sources of human pathogens where they act as reservoir of any human pathogens like Legionellae, Chlamydiaceae and others. In addition, the first giant virus, Acanthamoeba Polyphaga imivirus, was discovered using Amoeba as cell host. Since then, many other giant viruses have been isolated. For decades, amoebae were used as cell hosts in the culture- based process to isolate microorganisms, and allowed to recover new giant viruses and bacterial species from human and environmental samples. In contrast the co-culture system with protozoa is tedious and fastidious. Microbiologists are limited to routine culture methods, limiting by this the speed of screening potential samples and the efficiency of yielding new isolates. Much effort and improvement were needed. Our work consisted in the development of new strategies and techniques for the isolation of new microorganisms associated to protozoa. In the first part of this work, we described, all the improvements we brought to the protists culture system for the isolation of intracellular microorganisms especially giant viruses and Chlamydiaceae. Major improvements were based on modified culture enrichment steps, adapted culture media, and targeted use of specific drugs. The key of this new strategy was the implementation of high-throughput technologies to the ameliorated culture based systems, and the application of this later to a wide panel of protozoa used as potential host cells. These presented advances and strategies demonstrated significant time saving, and higher sensitivity than older techniques, they considerably increased the potential of collecting new environmental or clinical isolates and also new undiscovered microorganisms especially new giant virus familiesand particular Chlamydiaceae associated to amoebae. We continued to ameliorate the efficiency of the flow cytometric technology by reviewing its contributions to the virology field, then by applying it to the isolation system by sorting the new isolates as a new strategy for better genomic and proteomic analysis. In the second part of this work, we focused on the characterization of new isolates at the level of developmental cycle and genomic description. We used electron microscopy, and genome sequencing as main tools to describe our newly isolated giant viruses but also report new species of Chlamydiaceae and managed to decipher Chlamydiaceae species with a host dependent replication cycle, an issue that has not, thus far, been observed in protozoa-associated Chlamydiaceae. The strategies and results described herein show the importance of pursuing the isolation of new associatedamoebal microorganisms in order to give rise to new insights into the evolution of these microorganisms, their respective biotopes, and their potential or hidden pathogenicity. The more we need to search the more tools are needed, only our lack of imagination and appropriate automated systems will put limits on any needed strategy in the field of microbiology.