Mots-Clés

Bactérie, Antibiorésistance Modélisation Ecologie Elements Genetiques Mobiles Plasmides

Description

La résistance aux antibiotiques (AR) est l'une des plus grandes menaces pour la santé humaine, mettant en péril les progrès réalisés dans le traitement de nombreuses maladies et compliquant même la réalisation d’actes chirurgicaux de base. Les éléments génétiques mobiles (MGEs, fragments d’ADN qui peuvent être transférés horizontalement entre bactéries, i.e. indépendamment du processus de réplication) sont les principaux véhicules de l’AR. Les analyses génomiques révèlent une large diversité de traits des MGEs : le succès évolutif de certains MGEs reposerait sur leur taux de transfert horizontal élevé (MGEs exclusivement parasitaires); d’autres MGEs plus mutualistes, peuvent persister et envahir des populations en partie grâce à leur transmission verticale en conférant à leurs hôtes des traits phénotypiques avantageux tels que l’antibiorésistance. Pour comprendre la dynamique de l’AR, il s’avère alors nécessaire de considérer la trajectoire évolutive de MGEs, de comprendre leur succès évolutif et leur assemblage en fonction de leurs traits.

Les formes de conflits et coopération évolutives entre les MGEs et les bactéries imposent de développer de nouvelles approches, au-delà de la génomique classique, pour comprendre la dynamique de l'antibio-résistance. Notre équipe vise alors à développer une écologie évolutive des pangénomes bactériens (définis comme l’ensemble des gènes d’une espèce, composés pour une part plus ou moins importante de MGEs) en mobilisant les outils et cadres conceptuels de l'écologie pour mieux comprendre la dynamique des MGEs (dont ceux qui portent des gènes d’AR) qui circulent dans les populations et communautés bactériennes. Au cours du stage, le(la) candidat(e) proposera et développera de nouvelles versions de nos modèles mathématiques et numériques pour explorer la co-évolution des stratégies de bactéries et des MGEs exposées à des fluctuations environnementales (exposition à des stress antibiotiques).

Etablissement de rattachement: Université de Lyon 1, Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive

Encadrement : Samuel Venner (enseignant-chercheur, samuel.venner@univ-lyon1.fr), Thomas Koffel (enseignant-chercheur, thomas.koffel@univ-lyon1.fr), Rémi Tuffet (Doctorant, remi.tuffet@univ-lyon1.fr), Emma Acacia (Doctorante, emma.acacia@univ-lyon1.fr).

Profil recherché : bases solides ou intérêts très marqués pour les modèles mathématiques et numériques, l’écologie et l’évolution.

Pour candidater: Envoyer un CV, une lettre de motivation et une lettre de recommandation aux encadrants

Références de l’équipe encadrante:

Carvalho, G., Fouchet, D., ... & Venner, S. (2020). Bacterial transformation buffers environmental fluctuations through the reversible integration of mobile genetic elements. Mbio, 11(2), 10-1128.

Koffel, T., Umemura, K., Litchman, E., & Klausmeier, C. A. (2022). A general framework for species‐abundance distributions: Linking traits and dispersal to explain commonness and rarity. Ecology Letters, 25(11), 2359-2371.

Koffel, T., Daufresne, T., & Klausmeier, C. A. (2021). From competition to facilitation and mutualism: a general theory of the niche. Ecological Monographs, 91(3), e01458.

Tuffet, R., Carvalho, G., Godeux, A. S., Laaberki, M. H., Venner, S., & Charpentier, X. (2024). Manipulation of natural transformation by AbaR-type islands promotes fixation of antibiotic resistance in Acinetobacter baumannii populations. Proceedings of the National Academy of Sciences, , 121(39), e2409843121.