Mots-Clés

Nextstrain evolution moleculaire phylogeographie

Description

Nextstrain (https://nextstrain.org/) est un outil en ligne dédié à la surveillance génomique des organismes pathogènes. Il s’agit ici de retracer l’évolution, à partir de la comparaison de leurs génomes, de virus ou de bactéries. Les séquences génétiques analysées sont géo-référencées, ce qui permet de suivre la dispersion des pathogènes dans le temps et dans l’espace. Cet outil offre donc l’opportunité de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la dynamique spatiale et temporelle d’une épidémie. Aussi, le partage, avec l’ensemble de la communauté scientifique et au-delà, des informations collectées au sein de la plateforme Nextstrain constitue un nouveau modèle collaboratif pour la diffusion des connaissances en santé publique à grande échelle.

Le sujet de stage que nous proposons se focalisera sur l’analyse par Nextstrain du virus responsable de la panachure jaune du riz en Afrique. Nous disposons ici de séquences hétérochrones d’isolats échantillonnés de 1966 à 2018 pour lesquelles la vitesse d’évolution du virus a été estimée (Fargette et al., 2008). L’intégration des composantes spatiales et temporelles de la diversité a été menée selon le modèle continu développé par Lemey et collaborateurs (Lemey et al., 2010). Elle aboutit à la reconstruction de la phylogéographie du RYMV dans les différente régions d’Afrique (Trovao et al 2015 ; Dellicour et al., 2018 ; Rakotomalala et al., 2019).

L’objectif du stage sera d’analyser les jeux de données du RYMV par Nextstrain. Il sera ici nécessaire de faire l’inventaire des technologies informatiques utilisées par cet outil en ce qui concerne l’alignement des séquences, la reconstruction phylogénétique et l’incorporation de l’information spatiale. A l’issue de cet inventaire, les données du RYMV seront soumises au « pipeline » proposé par Nextstrain. Chaque étape de l’analyse s’accompagnera d’une validation des résultats obtenus par comparaison avec les résultats obtenus précédemment (cf ci-dessus). Enfin, la finalisation de ce travail produira une description détaillée de l’histoire évolutive du virus, argumentée à partir des résultats des analyses bioinformatique effectuées au cours du stage.

Références Dellicour S et al. 2018. Virus Evolution 4, 2. Fargette D et al. 2008. Journal of Virology 78, 3584-89. Lemey P et al. 2010. Molecular Biology and Evolution 27, 1877-85. Rakotomalala et al. 2019. Virus Evolution 5, 2. Trovão N et al. 2015Virus Evolution 1, 16.

Encadrement Ce stage sera co-encadré par Denis Fargette, Stéphane Guindon et Anne-Muriel Arigon. Denis Fargette est directeur de recherche à l’IRD, spécialiste de la dynamique évolutive et épidémiologique des virus affectant les cultures céréalières en Afrique. Stéphane Guindon est chargé de recherche au CNRS. Ses recherches se concentrent sur la mise au point et le test d’algorithmes et modèles probabilistes pour comprendre les forces qui gouvernent l’évolution et l’écologie. Anne-Muriel Arigon est enseignante-chercheuse en bioinformatique a l’Université Montpellier. Elle est spécialiste des outils logiciels et des méthodes pour la reconstruction d’arbres de l’évolution a partir de l’analyse de large volumes de données génétiques. Le stagiaire sera hébergé principalement au « Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier » (LIRMM, UMR UM-CNRS 5506), au sein de l’équipe « Méthodes et Algorithmes pour la Bioinformatique ». Il aura également l’opportunité de se rendre régulièrement à l’IRD, au sein de l’équipe « Virus Cereals In Tropical Agro-ecosystems » de l’UMR « Plant Heath Institute of Montpellier » (UMR UM-IRD-INRA-CIRAD-SupAgro).