Dominante : Génomique, Bioinformatique, Annotation et Analyses statistiques

Contexte : Notre laboratoire est spécialisé dans l’étude des microorganismes extrêmophiles, leur
physiologie et leurs mécanismes d’adaptation à leurs milieux. Récemment notre équipe a isolée
deux nouvelles souches de bactéries thermoacidophiles l’une d’un lac de cratère situé au
Mexique, l’autre de sources chaudes sur une île volcanique proche de la Sicile. Ces deux sites font
par ailleurs l’objet d’études microbiologiques par des approches moléculaires (indépendantes de
la culture) visant à comprendre la diversité et le fonctionnement de ces écosystèmes très
particuliers. Les deux souches isolées appartiennent au phylum des Thermotogales qui comprends
presqu’exclusivement des bactéries thermophiles neutrophiles. Toutes deux sont clairement
thermo- acidophiles avec une croissance optimale à pH 3.5 et à 55°C. Ce sont des bactéries
anaérobies strictes capables d’utiliser des substrats complexes et des sucres et leur croissance est
stimulée en présence de soufre dans le milieu de culture. L’analyse phylogénétique basée sur la
séquence du gène de l’ARNr 16S montre que les deux isolats (98% d’identité) représentent une
nouvelle lignée, probablement un nouvel ordre, au sein des Thermotogales. Leurs caractéristiques
éco-physiologiques et phylogénétiques inédites en font un modèle très intéressant pour l’étude
des mécanismes adaptatifs de la vie en conditions extrêmes (vis à vis du pH et de la température)
ainsi que des processus évolutifs ayant permis la transition d’un mode de vie à un autre
(neutrophile-mésophile/thermophile-mésophile) au cours de l’évolution de phylum bactérien. Ces
questions seront abordées par une approche de génomique comparative. Nous avons fait
séquencer les génomes complets des deux souches isolées par notre équipe ainsi que celui d'une
troisième souche isolée par une équipe japonaise. Les séquences ont déjà été assemblées et
déposés en accès restreint sur la plateforme MicroScope (Genoscope, Evry).

Mission :
L’annotation automatique des génomes sera réalisée grâce à différents pipeline (ex; PROKKA) ou
plateformes en ligne (IMG, Génoscope) ce qui facilitera la comparaison des nouveaux génomes
entre eux et avec l’ensemble des génomes de Thermotogales disponibles. Les variations du
répertoire des gènes par perte ou acquisition de gènes/fonctions à partir d’autres
microorganismes présents dans ces écosystèmes seront étudiées.
La présence d’éléments génétiques mobiles (transposons, virus, plasmides) sera recherchée et leur
rôle putatif dans les transferts horizontaux de gènes sera étudié. Les capacités métaboliques des
nouveaux isolats seront comparées avec celles des autres Thermotogae. Les propriétés physicochimiques
de leur protéome seront évaluées en terme de stabilité des protéines vis à vis du pH et
de la température pour tenter de comprendre comment leur composants cellulaires se sont
adapté à ces modes de vie extrêmophiles.
Compétences requises : Connaissance et pratique de base en programmation Python/Perl pour la
création des pipelines d’annotation automatique ainsi que du langage R pour les analyses
statistiques.

Environnement du stage : le ou la stagiaire sera accueilli dans l’équipe MEB (Microbiologie
Environnementale et Biotechnologie) du MIO (Mediterranean Institute of Oceanography) et
encadré par le Dr. Fabrice Armougom (Ingénieur de recherche IRD) pour la partie bioinformatique
/génomique et le Pr. Gaël Erauso pour la partie écophysiologie/métabolisme bactérien.
Contact : Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. ; http://mio.pytheas.univ-amu.fr/