Mots-Clés

BioInformatique Evolution Eléments transposables, pan-génome

Description

Profil et compétences recherchées :

Maitrise de la ligne de commande unix.

Connaissance des outils de la bioinformatique.

Compétences en programmation python.

Connaissance en génomique, génétique des populations, structure et évolution des génomes.

Thématique du sujet :

Notre capacité à analyser l'évolution des espèces faisant face à des conditions environnementales changeantes, ouvre de nouvelles voies pour relever les défis sociétaux liés au changement climatique mondial. Aujourd’hui, les technologies de séquençage de l'ADN ont apporté des outils inestimables pour déchiffrer les modifications de l’ADN qui ont permis l’adaptation des espèces à leur environnement.

Les ET d'un génome ont provoqués des mutations pouvant sélectionnées pour l’adaptation des hôtes à leurs environnements. En effet, ils peuvent s’être insérés en amont de gènes et perturber leur régulation, impactant ainsi des réseaux de régulation de gènes permettant une adaptation de leurs hôtes à différents environnements biotique ou abiotique.

Ce projet ouvre des voies d’études nouvelles pour la compréhension de l'évolution des espèces et leur adaptation aux environnements.

Résumé du projet de thèse :

Les éléments transposables (ET) sont des séquences d'ADN mobiles pouvant envahir les génomes. Ils provoquent des mutations, sources de nouveautés génétiques affectant réseaux de régulations et fonctions. Les individus d’une même espèce subissent de façon indépendante cette invasion et sont ainsi soumis à la sélection naturelle qui amène une adaptation accrue des individus à leur environnement.

Comprendre comment les ET permettent aux espèces de s’adapter à leur environnement demande d’étudier de façon détaillée ces insertions dans différents génomes d’une même espèce. A cette fin, une approche qualifiée de « pan-génomique » cherche à décrire les séquences indispensables à l’espèce, les séquences facultatives, et enfin les séquences spécifiques d’un individu. Identifier les ET qui font partie de ces ensembles, permet d’étudier leur impact sur l’évolution des espèces.

L’étudiant en thèse s’appuiera sur la suite logicielle REPET dédiée à l’annotation des ET que nous développons au laboratoire pour caractériser les propriétés structurales, fonctionnelles, et évolutives des ET présents dans les différents compartiments du pan-génome de Brachypodium distachyon.

Méthode :

Le candidat sera amené à :

1. Annoter le pan-génomes de Brachypodium distachyon.

2. Identifier les insertions d’ET qui sont conservées dans tous les génomes de l’espèces (ET du « core genome ») et ceux qui sont spécifiques d’un environnement donné (ET du « dispensable genome »).

3. Caractériser structurellement, fonctionnellement, et évolutivement les ET dans chaque compartiment pan-génomique pour en déterminer leurs dynamiques évolutives respectives.

4. Identifier gènes et réseaux de régulations affectés spécifiquement par leur insertion, et rapprocher leurs fonctions des environnements dans lesquels vivent leurs hôtes.

5. Chercher des insertions d’éléments transposables parmi les gènes et réseaux de régulation connus pour leur implication dans l’adaptation à des conditions environnementales changeantes (vernalisation, floraison, germination, réponses à la sécheresse, ...).