Mots-Clés

RShiny annotation mass spectrometry

Description

Titre:

Extension, optimisation et déploiement d’une application ergonomique et interactive sous R pour le traitement de données de spectrométrie de masse haute résolution visant à caractériser les paraffines chlorées, des composés d’intérêt en santé publique.

Unité d’accueil:

LABoratoire d’Étude des Résidus et Contaminants dans les Aliments (LABERCA), École Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l’Alimentation Nantes Atlantique (ONIRIS), 101 route de Gachet, Nantes, France. Le Laboratoire d’étude des résidus et contaminants dans les aliments (LABERCA) est une Unité mixte de recherche de l’École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l’alimentation Nantes atlantique (Oniris), dépendant du Ministère de l’agriculture et de la souveraineté alimentaire. Placé sous la tutelle de la Direction générale de l’enseignement et de la recherche (DGER) et de l’Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (INRAE, département AlimH), il est par ailleurs le Laboratoire National de Référence (LNR) de la Direction générale de l’alimentation (DGAl) en ce qui concerne l’analyse des dioxines, des polychlorobiphényles, des hydrocarbures aromatiques polycycliques et des promoteurs de croissance interdits (dont les hormones stéroïdes) en élevage. Du point de vue scientifique, le domaine d’activité général du laboratoire est celui de la sécurité de l’aliment, et plus précisément celui de l’étude des résidus et contaminants chimiques présents au sein de la chaîne alimentaire, dans une démarche globale d’appréciation du risque depuis l’agrofourniture jusqu’à l’homme et sa descendance. Le LABERCA s’attache en effet à générer des données et des connaissances relatives aux sources, transfert et métabolisme des composés étudiés, afin de caractériser à la fois l’exposition (occurrence dans les denrées) et l’imprégnation (occurrence dans les fluides et tissus biologiques) des consommateurs vis-à-vis de ces polluants chimiques. Du point de vue analytique, les trois principaux domaines de compétence et de reconnaissance du LABERCA sont (i) le traitement des échantillons biologiques complexes en vue de l’isolement des substances étudiées présentes au sein de ces matrices à l’état de trace, (ii) la mesure fine de ces composés par diverses techniques et couplages basés sur la spectrométrie de masse et (iii) le traitement postacquisition de données massives par scripts bioinformatiques en vue de leur interprétation. La reconnaissance de ce savoir-faire du LABERCA dans le domaine de l’analyse de polluants chimiques par des méthodes spécifiques de confirmation est aujourd’hui attestée par les nombreux projets de recherche auxquels celui-ci participe au plan national (DGAl, Anses, INRAE) et international (dont UE avec les programmes H2020 et Horizon Europe). Le parc instrumental du laboratoire constitue l’un des plus remarquables en Europe dans le domaine de la spectrométrie de masse. Celui-ci regroupe ainsi des couplages de type GC-MS (simple quadripôle, x2), GC-MS/MS (triple quadripôle, x6), GC-C-IRMS (x2), GC×GC-MS (temps de vol, x1), GC-HRMS (secteur électromagnétique, x3 ; Orbitrap, x1), LC-MS/MS (triple quadripôle, x3), LC-HRMS (Orbitrap, x2) et LC-HRMSn (trappe ionique linéaire-Orbitrap, x1 ; Q-TOF, x1). L’ensemble des activités du laboratoire est conduit sous un système de management de la qualité associant une accréditation selon le référentiel ISO 17025 (portée flexible de niveau 3) et une certification selon le référentiel ISO 9001:2015 pour la conception, conduite et valorisation de projets de recherche.

Contexte:

L’UMR LABERCA œuvre depuis sa création dans le domaine de la sécurité chimique des aliments. Elle s’intéresse par conséquent aux principales familles de résidus et contaminants depuis leur source, jusqu’à leur devenir le long de la chaîne alimentaire, et leur imprégnation par l’homme et sa descendance en ce qui concerne un certain nombre de substances de type résidus de substances hormonales ou contaminants environnementaux, dont les polluants organiques émergents autres que pesticides. Dans ce contexte, le LABERCA mène un ensemble de projets de recherche orientés tant sur le plan méthodologique que sur le plan fondamental. Il s’intéresse en particulier au transfert, devenir et métabolisme des polluants chimiques. Parmi les familles de substances chimiques d’intérêt, les paraffines chlorées (CP), une famille de substances extrêmement complexe, sont au centre des préoccupations actuelles des instances sanitaires. Pour mener à bien les analyses de risques, il est préalablement nécessaire de lever un verrou majeur d’ordre analytique. Dans ce contexte général, l’identification et la quantification des CP est un des axes de travail du laboratoire aux forts enjeux et pour lesquelles le développement de nouvelles approches analytiques et bioinformatiques est nécessaire. Les approches de profilage complet accompagnées de solutions avancées d’exploration et retraitement des données sont en particulier une des voies de travail dans ce cadre. Notamment, le LABERCA a développé une application open-source, CP-Seeker, visant à filtrer et retraiter les signaux de CP dans des jeux de données acquis par couplages de chromatographie à la spectrométrie de masse haute résolution, au travers d’une interface web ergonomique pilotée sous environnement R. L’application exploite comme filtre de données une liste exhaustive de milliers de signaux non gaussiens pour explorer et exporter un tableau d’aires de signaux, annotés de critères de qualité. La version de CP-Seeker récemment diffusée en externe, très attendue, a vocation à être adoptée par la communauté internationale.

Objectifs:

L'objectif global du projet est de fournir un pipeline complet et harmonisé au niveau de l'Union Européenne, permettant de passer des données HRMS brutes aux quantifiées avec annotation qualitative. Plus précisément, sous la supervision d’un bioinformaticien expérimenté, l’objectif principal de ce stage de 4 à 6 mois est d’abord d’étoffer l’application CP-Seeker par un nouveau module de quantification, ensuite d’optimiser la fluidité des modules existants et, si possible, d’étoffer l’application par un module de régressions linéaires matricielles. À partir de la base existante, il s’agira en parallèle de poser les bases d’un déploiement sur serveur accessible à la communauté en libre accès. Après la découverte et la prise en main du code et des outils existants (R, Python, JavaScript, Shiny, SQLite, Git), le stagiaire se verra confier la résolution de problèmes par la programmation s’insérant dans le workflow global.

- Prise en main du code sous GitHub (branche et issues dédiées) ;

- Ajout du module de quantification ;

- Optimisation des modules existants (parallélisation, C++) ;

-Ajout du module de régression ;

- Bases du déploiement sur serveur.

Compétences requises:

- Goût pour la programmation et le développement web ;

- Connaissance des langages R et Python ;

- Connaissances dans la création et l’administration de bases de données (SQL) ;

- Capacités organisationnelles et de travail collaboratif ;

- Curiosité scientifique.

Gratification de stage:

Selon barème en vigueur (Environ 550 €/mois)

Durée:

Quatre à six mois, entre janvier et août 2024

Candidature:

A adresser à ronan.cariou@inrae.fr sous forme d’un dossier pdf unique contenant a minima une lettre de motivation et un CV.

Contacts:

Dr. Ronan CARIOU, Chimiste analyste, chef projet

M. Julien SAINT-VANNE, Bioinformaticien, plateforme MELISA

Dr. Gaud DERVILLY, Directrice adjointe, Responsable scientifique - axe alimentation