Mots-Clés

phytoplancton Tara Oceans acclimatation RNAseq

Description

Context

Les pico-eucaryotes photosynthétiques (PPE) représentent une part essentielle de la biomasse phytoplanctonique et jouent un rôle central de producteurs primaires, particulièrement dans les eaux oligotrophes (Vaulot et al., 2008). D’après les projections des modèles climatiques, l’augmentation de la température de l’eau entraînera une augmentation de la biomasse des PPEs dans l’océan, ce qui aura d’importantes conséquences en cascade sur l’ensemble du réseau trophique (Moran et al., 2010). Comprendre les mécanismes moléculaires d’acclimatation aux changements environnementaux est essentiel pour prédire comment les PPEs vont répondre au changement climatique. Pelagomonas calceolata (Stramenopiles, Pelagophyceae) est un organisme cosmopolite, très abondant et cultivable en laboratoire, ce qui fait de lui un bon candidat pour servir d’organisme modèle à l’étude des mécanismes d’acclimatation des PPE. Des analyses in situ et in vitro suggèrent que P. calceolata a une importante capacité de modulation d’expression transcriptomique qui pourrait lui permettre de faire face aux changements environnementaux (Dupont et al., 2015 ; Carradec et al., 2018 ; Dimier et al., 2009). Le génome de P. calceolata a été séquencé et assemblé au Genoscope en 2020. L’abondance et l’expression des gènes de P. calceolata dans les océans a été étudiée avec les données méta-omiques des expéditions Tara, révélant des capacités d’acclimatation aux changements de concentration de fer et de source d’azote dans l’environnement (Guérin et al. 2021). Des expériences en laboratoires sont maintenant menées sur P. calceolata afin de tester sa réponse physiologique face aux changements de source et de quantité d’azote.

Objectifs du stage

L’objectif de l’étudiant-e est de comprendre comment P. calceolata est capable de s‘acclimater aux changements de source et de quantité d’azote. Pour cela, il ou elle devra analyser les données de RNA-seq issues d’une expérience sur P. calceolata afin d’identifier les gènes différentiellement exprimés (DEG) en fonction de la quantité et de la source d’azote : nitrate, ammonium, urée ou cyanate. A partir des données de séquençage, l’étudiant-e devra identifier les DEG, leurs fonctions, et comparer ces gènes avec ceux identifiés grâce à l’analyse des données Tara.

Compétences recherchées

Nous recherchons un-e étudiant-e M2 en bio-informatique ou un-e étudiant-e M2 en biologie cellulaire et moléculaire/microbiologie environnementale ayant des compétences en analyse de données bio-informatique.

• Connaissance de l’environnement UNIX et des outils de bio-informatiques.
• Maîtrise de l’outil R
• Intérêt pour l’analyse de données transcriptomiques
• Connaissances en biologie cellulaire et moléculaire

Unité d'accueil

L’étudiant-e sera accueilli-e au sein du Laboratoire d’analyses génomiques des eucaryotes (LAGE, https://lage.genoscope.cns.fr/), au Genoscope (Evry-Courcouronnes), et sera placé-e sous l’encadrement de Nina Guérin (3e année de thèse) et de Quentin Carradec (chercheur).

Bibliographie

Carradec, Q., Pelletier, E., Da Silva, C., Alberti, A., Seeleuthner, Y., Blanc-Mathieu, R., Lima-Mendez, G., Rocha, F., Tirichine, L., Labadie, K., et al. (2018). A global ocean atlas of eukaryotic genes. Nat Commun 9, 373.

Dimier, Cé., Brunet, C., Geider, R., and Raven, J. (2009). Growth and photoregulation dynamics of the picoeukaryote Pelagomonas calceolata in fluctuating light. Limnology and Oceanography 54, 823–836.

Dupont, C.L., McCrow, J.P., Valas, R., Moustafa, A., Walworth, N., Goodenough, U., Roth, R., Hogle, S.L., Bai, J., Johnson, Z.I., et al. (2015). Genomes and gene expression across light and productivity gradients in eastern subtropical Pacific microbial communities. ISME J 9, 1076–1092.

Guérin, N., Ciccarella, M., Flamant, E., Mangenot, S., Istace, B., Noel, B., ... & Carradec, Q. (2021). Genomic adaptation of the picoeukaryote Pelagomonas calceolata to temperate iron-poor oceans revealed by a chromosome-scale genome sequence. bioRxiv.

Morán, X.A.G., López-Urrutia, Á., Calvo-DÍaz, A., and Li, W.K.W. (2010). Increasing importance of small phytoplankton in a warmer ocean. Global Change Biology 16, 1137–1144.

Vaulot, D., Eikrem, W., Viprey, M., and Moreau, H. (2008). The diversity of small eukaryotic phytoplankton (≤3 μm) in marine ecosystems. FEMS Microbiology Reviews 32, 795–820