Mots-Clés

Parasitisme Génomique Agronomie Bioinformatique Biologie évolutive Transfert de gènes

Description

Nous recherchons un(e) étudiant(e) en bioinformatique pour étudier le rôle du transfert horizontal de gènes dans l'adaptation des insectes. Cette bourse de doctorat est déjà financée par l'INRAE. L'étudiant(e) sera accueilli(e) à l'IJPB (Institut Jean-Pierre Bourgin) à Versailles, France.

Contexte

Quels sont les phénomènes permettant l’évolution des espèces ? Ce champ de recherche connaît un bond depuis une trentaine d’années grâce à l’essor continu des technologies de séquençage et d’assemblage de l’ADN. En plus des mutations de l’ADN au sein d’une espèce, les transferts de gènes d’une espèce à l’autre sont omniprésents et constituent une source majeure d'innovation chez les procaryotes. Le transfert horizontal de gènes (HGT) se caractérise par le passage de matériel génétique entre organismes par des moyens autres que la reproduction. Ces dernières années, il est apparu que des évènements de HGT se produisent aussi dans diverses espèces eucaryotes, pouvant être à l'origine de transitions évolutives rapides [1]. De part cette originalité, la caractérisation des évènements de HGT chez les eucaryotes et leur impact est un domaine de recherche en pleine effervescence, soutenu par un afflux de données génomiques.

Les gènes transférés peuvent notamment conférer de nouvelles fonctions qui facilitent l'adaptation et influencent les relations hôte-parasite. D'un point de vue agronomique, plusieurs études ont montré que certains gènes transférés chez les nématodes, les champignons et les insectes facilitent leurs interactions parasitaires avec les plantes, tandis que d'autres restent à caractériser [2-4]. Les plantes et les insectes sont engagés dans une course aux armements dans laquelle les plantes ont développé un arsenal de défenses physiques et chimiques que les insectes phytophages doivent outrepasser pour s'en nourrir. De façon surprenante, de récentes études ont montré que l'acquisition de nouveaux gènes par HGT chez les insectes jouait parfois un rôle clé en aidant les insectes à déjouer les défenses des plantes contre les parasites et à métaboliser le matériel végétal [5,6]. Les insectes affectent les plantes par l'herbivorie et la transmission de maladies, ce qui constitue une menace mondiale pour les cultures et entraîne des coûts économiques et environnementaux considérables. La compréhension des déterminants génétiques permettant leur adaptation à différentes espèces de plantes est donc une préoccupation majeure dans le domaine de l'agronomie. Dans cet effort, la recherche d’événements de HGT chez les insectes permet de mettre en lumière un répertoire de gènes capturés par une espèce ou un groupe d’espèce et pouvant apporter un gain de fonction en lien avec le parasitisme. Aujourd’hui, l’accès aux génomes de centaines d’espèces d’insectes permet d'exploiter le HGT pour mieux comprendre les interactions plantes-insectes en identifiant des gènes de fonction connue et de nouveaux gènes candidats impliqués dans le parasitisme [7].

Objectifs et Méthodes

Une étude à grande échelle portant sur 218 génomes d'insectes a mis en évidence des évènements de HGT chez plusieurs espèces d'insectes [8]. Au cours de ce projet de doctorat, nous étudierons plus largement et comparativement l'étendue des HGT chez les insectes et leur impact évolutif potentiel, en particulier en ce qui concerne le parasitisme. À l'aide d'un processus automatisé, nous rechercherons et caractériserons les événements de HGT dans des centaines de génomes d'insectes, y compris ceux des principaux parasites de plantes. Nous utiliserons des approches de génomique comparative et phylogénomique pour analyser les données génomiques et protéomiques disponibles.

Encadrement de la these et Candidature

Ce projet de thèse sera co-encadré par Florian Maumus (IJPB, INRAE) et Clément Gilbert (EGCE/IDEEV, CNRS). Pour candidater, veuillez envoyer votre lettre de motivation, votre CV et les coordonnées d’au moins un référant à fmaumus@gmail.com et clement.gilbert1@universite-paris-saclay.fr