Mots-Clés

Bioinformatique Full Stack Microbiologie Evolution Structures 3D Workflow UI/UX AlphaFold3

Description

Sujet : Stage M2 - Développement d'un environnement bioinformatique dédié à la caractérisation des protéines traB de Streptomyces.

Contexte : 

Les Streptomyces sont des bactéries Gram-positives filamenteuses omniprésentes dans le sol. Elles présentent un cycle de développement complexe, qui comprend le développement multicellulaire, la sporulation et la différenciation du métabolisme primaire en métabolisme spécialisé. Le genre Streptomyces est la source principale de produits naturels avec des applications en médecine, en agriculture et dans l'industrie alimentaire. Les éléments conjugatifs (éléments intégratifs et conjugatifs des Actinomycètes, AICE) sont les principaux moteurs du transfert horizontal de gènes chez les Streptomyces.

Les AICE sont très répandus dans les génomes de Streptomyces avec quatre AICEs en moyenne par génome. Les AICE et les plasmides conjugatifs (linéaires ou circulaires) des Streptomyces utilisent un système d'auto-transfert fondamentalement différent de celui des ICE conjugatifs canoniques dépendant du T4SS. Au cours du transfert, les AICE s’excisent du chromosome donneur, se répliquent et utilisent la translocase ADN TraB, formant un ‘pore’ de conjugaison, pour s'auto-transférer sous forme d'ADN double brin entre les compartiments hyphes, après quoi ils se réintègrent dans les sites d'insertion cibles du donneur et du receveur. Les protéines TraB présentent une grande diversité en taille et en séquence primaire. Cependant, malgré la prévalence des AICE, leur mécanisme de transfert reste mal connu. 

Objectif Scientifique : 

Caractériser la diversité des protéines TraB des Streptomyces, d’investiguer l’origine évolutive de cette diversité en lien avec son caractère fonctionnel.

Objectif du stage : 

• Identifier les homologues de traB dans un dataset de Streptomyces de référence en utilisant l’outil Whopper développé dans l’équipe StaInfOmics
• Établir un arbre phylogénétique des familles de TraB
• Prédire et caractériser les structures 3D des pores de conjugaison de chacune des familles identifiées.

Environnement de travail :

Le stage se déroulera au sein de l’unité Mathématiques et Informatique Appliquées du Génome à l’Environnement (MaIAGE) située sur le centre INRAE de Jouy-en-Josas et sera supervisé par Sylvain Marthey (MaIAGE, INRAE Jouy-en-Josas) et Pierre Leblond et Cyril Bontemps (DynAMic, INRAE/Université de Lorraine).

Activités : 

• DevOps : déploiement et paramétrage d’une instance de Whopper sur le dataset de Streptomyces
• Développement Web Javascript : implémentation de nouvelles fonctionnalités sur l’interface d’exploration des résultats de l’outil Whopper.
• Développement d’un Workflow d’analyse SnakeSmake : Implémentation et Automatisation des traitements bioinformatique effectués sur les homologues TraB identifiés avec Whopper
• Bioanalyse: analyses phylogénétiques des TraB, Prédiction des structures 3D avec AlphaFold3 et Caractérisation des assemblages complexes.
• Veille technologique, Utilisation d’outils de versionning de code et suivi de projet (GitLab), Communication

Profil recherché : 

- Master 2 en Bioinformatique 

- Bases solides en programmation (Bash et Python minimum)

- Rigueur scientifique, autonomie et bonne capacité au travail en équipe