Palindromic motifs are distributed in an unequal fashion in the E. coli genome. In particular some words such as TA, TAG and CTAG are rarer than predicted

Nous y étudions la répartition des sites palindromiques, et nous commençons à proposer quelques règles fondées sur l'observation de la non-symétrie des di- et tri- nucléotides

This in-depth study shows the necessity to compare sequences to a non-random background, but to a realistic model of the chromosome to permit construction of significant statistics for motif search

Cette étude approfondie, dans un cas particulier, insiste sur le fait qu'il faut un modèle réaliste du chromosome pour pouvoir faire une statistique qui soit un peu significative

In the E. coli "Bible", many questions underlying numerology of nucleotides are described in some detail

Dans la "Bible" de E. coli, nombre dequestions sous-jacentes à la numérologie des nucléotides sont exposées en détail

This thorough analysis develops some remarkable consequences of the comparison of the real chromosome sequence to that of a "realistic" one. As usual, the interesting observations are the ultimate deviations from the law that are rewarding, as they show that something is happening, and therefore point at a particular natural selection process. This work predicts that some messenger RNAs slip in the ribosome, and give rise to variant proteins that may allow the cells to escape pathogenic processes under stressful conditions

Ce travail développe des conséquences remarquables de la comparaison chromosome réel - chromosome "réaliste". Comme toujours ce sont les déviations à la loi ultime qui sont fructueuses car elles montrent que quelque chose se passe, et par conséquent pointent vers une pression de sélection biologique. Ce travail prédit que certains ARN messagers glissent dans le ribosome, et donnent naissance à des variants de certaines protéines permettant à la cellule d'échapper à des processus pathogènes en condition de stress

This work provides means to compute exactly what is significant and not significant in motif composition of genomes

Ce travail donne le moyen de calculer exactement ce qui est significatif et ce qui ne l'est pas dans le dénombrement des motifs dans les génomes

Two articles analysing long non random repeats in Bacillus subtilis

Deux travaux sur les longues répétitions non aléatoires

The beginning and the end of coding sequences (CDSs) induces a significant bias in the gene sequence start and end

Le début et la fin des séquences codantes induit un biais significatif dans la composition du début et de la fin des gènes

A universal rule of the composition of genomes with an origin of replication distinguishes the replication leading strand (enriched in G+T) from the lagging strand (enriched in C+A). The bias is so strong that it is often reflected in the amino-acid composition of the proteins, allowing one to predict, just knowing the content in valine as opposed to threonine and isoleucine, from which strand a protein is coded

Une règle universelle pour les génomes qui ont une origine de réplication: GT est enrichi dans le brin direct et CA dans le brin complémentaires. Ce biais est si fort que dans certains cas (Chlamydia trachomatis, Borellia burgdorferi...) on peut prédire, rien qu'en connaissant la séquence de la protéine par quel brin elle est codée !

Statistical caveat on the significance of motifs: the downstream box is not statitically significant

Une petite mise en garde statistique, sur le décompte des motifs: la boîte aval n'est pas statistiquement significative

Phylogenetic consequences of a gene changing strand

Quelques conséquences en termes d'évolution (changement de brin)

A few remarks on CG-deficiency: besides a role of methylation it is likely that sequence-dependent structural constraints in DNA biases the genome content in particular patterns

Quelques remarques sur l'énigme de la déficience en CG : outre le rôle connu de la méthylation des cytosines il est probable que certaines contraintes dans la structure de l'ADN ont une conséquence sur le contenu en motifs particuliers

An extraordinary universal constraint: it has long been known that genomes are not random nucleotide sequences. In particular they are covered by regions where nucleotides are correlated every third position. This is the consequence of the dense presence of protein coding regions in the genomes. A second correlation has also been uncovered, but it remained totally unexplained until the present work: there is a correlation on the nature of nucleotides every 10-12 nucleotide. We show that this is due to the presence of a dense network of discontinuous motifs, which are "flexible" (in that the conserved nucleotides are not exactly located at the same position in each and every motif but only approximately so). These motifs are likely to be the hallmark of protein-DNA interactions. There are so densely distributed that in some cases, such as the genome of Helicobacter pylori, one nucleotide in four is determined by a conserved flexible motif.

Une extraordinaire contrainte universelle, dont nous sommes loin encore de comprendre toutes les conséquences: on sait depuis longtemps que les génomes ne sont pas une suite aléatoire de nucléotides. On y remarque en particulier une corrélation entre les nucléotides toutes les trois positions, ce qui s'explique facilement par la présence des régions codant les protéines. Mais on observe aussi une corrélation, un peu floue entre les nucléotides toutes les 10 à 12 positions. On n'avait jusqu'à présent aucune idée de leur cause. Le travail présenté montre que cette corrélation est due à des motifs discontinus, flexibles (en ce sens que les nucléotides conservés sont en des positions à peu près conservées), et probablement la marque de l'interaction avec des protéines qui se lient avec le chromosome. Ces motifs sont si densément répartis que, dans certains cas, comme celui de Helicobacter pylori, un nucléotide sur 4 dans le génome est déterminé par ces motifs.

Le nuage des points formés des protéines d'un organisme, réparties dans un espace construit sur la composition en acides aminés sépare d'abord selon la charge électrique des acides aminés, opposée à leur caractère hydrophobe. Cela crée une classe homogène bien indentifiée, formée des protéines intégrales de la membrane interne. Un second biais est imposé par le contenu en G+C du génome, et sépare les protéines en fonction du contenu en G+C de la première position des codons correspondants aux acides aminés. Enfin un rôle remarquable des acides aminés aromatiques crée un troisième biais universel. Les protéines "orphelines" sont enrichies en ces derniers, suggérant qu'ils ont un rôle privilégié dans la création de fonctions nouvelles au cours de l'évolution. Nous postulons que la majorité d'entre elles — les gluons — sont impliquées dans la stabilisation de complexes multimériques, et participent ainsi à la définition du "soi" de l'espèce.

In the cloud of points of proteins distributed along the axes of their amino acid composition, the electric charge of amino-acids measured against hydrophobicity creates a highly homogeneous cluster, made exclusively of proteins that areintegral inner membrane proteins. A second bias is imposed by the G+C content of the genome, separating protein according to the G+C content of their first codon position. A remarkable role of aromatic amino-acids creates a third universal bias. Expressed orphan proteins are enriched in these residues, suggesting that they might participate in a process of gain of function during evolution. We postulate that the majority is made of proteins — gluons — involved in stabilising complexes, thus defining the "self" of the species.

Gene essentiality has usually been identified in prokaryotes by growth properties under laboratory conditions. This is obviously an extremely biased view of the importance of a gene in real life. We explored the nature of essentiality in Bacteria (a similar work needs to be done in the other kingdoms of life) by looking for "persistent" genes, i;e. genes that not only are kept as orthologs in a wide variety of Bacteria, but also that keep common rules of organisation in the genome, as well as a certain pattern of evolution. This allowed us to measure the real nature of essentiality and to have some insight about the extent of acquisitive evolution whereby different structures are recruited for a given function. This work provides a phylogenetic contribution to the BioSapiens effort by creating a resource for functional gene annotation

On identifie habituellement le caractère essentiel d'un gène par les propriétés de croissance d'une bactérie en laboratoire. Cette vue est évidemment extrêmement biaisée et ne rend nullement compte de l'importance d'un gène dans la vie réelle. Nous avons exploré la nature de l'essentialité des gènes chez les Bactéries (un travail analogue sera nécessaire pour les autres règnes) en recherchant le caractère de "persistance" des gènes, c-à-d non seulement leur caractère d'orthologie dans un grand nombre de Bactéries, mais aussi le fait qu'ils conservent un certain nombre de propriétés par rapport à l'organisation du génome et un certain schéma d'évolution. Cela nous a permis de mesurer la nature réelle de l'essentialité et nous a donné quelques idées sur la capture de structures destinées à remplir une même fonction (évolution acquisitive). Ressource pour l'annotation fonctionnelle des gènes (programme BioSapiens)

The codon usage bias in genomes has long been associated to specific biological processes, and in particular to the horizontal transfer of genes. A finer analysis of the neighborhoods of genes with similar codon biases has uncovered an important functional correlation between neighboring genes. However, until the present work, the exact influence of translation had not been demonstrated. We show that the diffusion of rare or moderately expressed transfer RNAs is reflected in genomes by the formation of islands of common codon usage bias significantly longer than operons (30 kilobases in E. coli and 150 kilobases in B. subtilis) and that the distribution of these islands is correlated with the functions they code for.

Le biais d'usage des codons dans les génomes a depuis longtemps été associé à des processus biologiques spécifiques, et en particulier au transfert horizontal des gènes. Une analyse plus fine des voisinages d'usage des mêmes codons a montré une importante corrélation fonctionnelle. Mais, jusqu'au travail ici présenté, l'influence exacte de la traduction n'avait pas été mise en évidence. Nous montrons que la diffusion des ARN de transfert rares ou modérément représentés se reflète dans les génomes par la formation d'îlots nettement plus longs que les opérons (30 kilobases chez E. coli et 150 kilobases chez B. subtilis) et que la répartition de ces îlots est corrélée aux fonctions qu'ils codent.

Our work now culminates in the description of the organisation of bacterial genomes as made of two parts. The paleome, made of genes that tend to be clustered together, codes for functions that are reminiscent of a scenario of the origin of life. It codes for processes that are shared by all bacteria which can live an independent life. About one half of these genes cannot be inactivated, and are usually considered essential genes. The second half has the role of permitting perpetuation of life. The second part of the genome, made of a highly variable set of genes, mostly acquired by horizontal transfer of genes, forms the cenome, coding for the functions that are necessary to occupy a particular niche.

Notre travail culmine à présent dans une description de l'organisation des génomes bactériens en deux parties. Le paléome, fait de gènes qui tendent à rester ensemble, code des fonctions qui rappellent un scénario de l'origine de la vie. Il code des processus partagés par toutes les bactéries qui peuvent vivre de façon autonome. La moitié de ces gènes ne peut pas aêtre inactivée et ils sont généralement considérés comme essentiels. L'autre moitié a pour rôle de perpétuer la vie. La deuxième partide du génome, très variable, est faite de gènes pour l'essentiel acaquis par transfert horizontal. Elle constitue le cénome, qui code les fonctions qui sont nécessaires à la cellule pour occuper une niche particulière.

speD: A Sekowska, JY Coppée, JP Le Caer, I Martin-Verstraete, A Danchin
S-adenosylmethionine decarboxylase of Bacillus subtilis is closely related to archaebacterial counterparts
Mol Microbiol (2000) 36: 1135-1147 

speE: A Sekowska, P Bertin, A Danchin
Characterization of polyamine synthesis pathway in Bacillus subtilis 168
Mol Microbiol (1998) 29: 851-858 

mtnN: A Sekowska, A Danchin
Identification of yrrU as the methylthioadenosine nucleosidase gene in Bacillus subtilis
DNA Res (1999) 6: 255-264 

	mtnK: A Sekowska, L Mulard, S Krogh, JK Tse, A Danchin
	MtnK, methylthioribose kinase, is a starvation-induced protein in Bacillus subtilis
	BMC Microbiol (2001) 1: 15

	mtnW, mtnX, mtnD, mtnE: A Sekowska, A Danchin
	The methionine salvage pathway in Bacillus subtilis
	BMC Microbiol (2002) 2: 8

mtnW: H Ashida, A Danchin, A Yokota
Was photosynthetic RuBisCO recruited by acquisitive evolution from RuBisCO-like proteins involved in sulfur metabolism?
Res Microbiol (2005) 156: 611-618 

	mtnA, mtnB, mtnC, mtnP: A Sekowska, V Dénervaud, H Ashida, K Michoud, D Haas, A Yokota, A Danchin
	Bacterial variations on the methionine salvage pathway
	BMC Microbiol (2004) 4: 9

mtnW: H Ashida, Y Saito, T Nakano, N Tandeau de Marsac, A Sekowska, A Danchin, A Yokota
RuBisCO-like proteins as the enolase enzyme in the methionine salvage pathway: functional and evolutionary relationships between RuBisCO-like proteins and photosynthetic RuBisCO
J Exp Bot (2008) 59: 1543-1554 

	mtnW: Y Saito, H Ashida, T Sakiyama, N Tandeau de Marsac, A Danchin, A Sekowska, A Yokota
	Structural and functional similarities between a RuBisCO-like protein from Bacillus subtilis and photosynthetic RuBisCO
	J Biol Chem (2009) [Epub ahead of print]

mtnU: E Belda E, A Sekowska, F Le Fèvre, A Morgat, D Mornico, C Ouzounis, D Vallenet, C Médigue, A Danchin
An updated metabolic view of the Bacillus subtilis 168 genome
Microbiology (2013) 159: 757-770. doi: 10.1099/mic.0.064691-0