Mots-Clés
Génomique intégrative
Épigénomique
Génomique comparative
Bioinformatique
Métabolomique
Description
Analyse intégrative génomique, épigénomique et métabolomique d’une espèce de Brassicaceae
1) Contexte scientifique: Les Brassicaceae constituent un modèle privilégié pour l’étude de l’évolution des génomes végétaux, de la régulation épigénétique et de l’adaptation aux contraintes environnementales. Dans ce projet, nous disposons de ressources omiques complètes récemment générées pour une espèce de Brassicaceae étroitement apparentée à Arabidopsis thaliana, incluant des données génomiques, transcriptomiques, épigénomiques (méthylation de l’ADN) et métabolomiques. Ces données ont été produites dans le cadre d’une collaboration avec le Genoscope (équipe de Jean-Marc Aury) et sont désormais disponibles sur nos serveurs pour une exploitation approfondie. Le stage s’inscrit dans une démarche de génomique intégrative, avec un objectif clair de valorisation scientifique (publication).
2) Objectifs du stage: L’objectif principal du stage est de réaliser une exploration intégrée du génome de cette espèce de Brassicaceae, en combinant analyses structurelles, épigénomiques, évolutives et métaboliques, afin de mieux comprendre les liens entre organisation du génome, régulation épigénétique et fonctionnement biologique.
3) Axes de travail proposés
a. Mise en place et visualisation des ressources génomiques
Intégration des données génomiques, transcriptomiques et épigénomiques dans un JBrowse dédié à l’équipe
Structuration des annotations (gènes, transposons, méthylation, expression)
Mise en place d’un environnement de travail reproductible pour les analyses ultérieures
b. Analyses épigénomiques
Caractérisation des profils globaux de méthylation de l’ADN (CG, CHG, CHH)
Comparaison avec Arabidopsis thaliana et, lorsque pertinent, avec d’autres Brassicaceae
Identification des régions différentiellement méthylées (DMRs)
Analyse de la méthylation associée aux éléments transposables et à leur environnement génomique
c. Duplications géniques et évolution du génome
Détection des événements de duplication génique (tandem, segmentales, duplications anciennes de type WGD)
Analyse de la divergence fonctionnelle potentielle des gènes dupliqués (expression, épigénétique)
Mise en relation entre duplications, structure du génome et régulation épigénétique
d. Phylogénie et génomique comparative
Analyses de synténie avec A. thaliana et d’autres espèces de Brassicaceae
Étude des variations structurales (réarrangements, pertes/gains de gènes)
Positionnement évolutif de l’espèce étudiée au sein de la famille
Approches complémentaires possibles (selon avancement et appétence du/de la stagiaire)
e. Intégration des données métabolomiques
Le projet bénéficie également de données de métabolomique ciblée et non ciblée, obtenues à deux stades de développement (jeune feuille et feuille mature), ouvrant la voie à une approche multi-échelle originale. Plusieurs pistes pourront être explorées : Analyse différentielle des profils métaboliques entre stades de développement ; Identification de métabolites ou classes de métabolites associés à des changements d’expression génique ou de méthylation ; Corrélations entre duplications géniques et diversification métabolique ; Exploration des liens entre régulation épigénétique, expression des enzymes métaboliques et accumulation de métabolites
Cette intégration génome–épigénome–transcriptome–métabolome constitue un angle fort et innovant, particulièrement pertinent pour une publication.
4) Profil recherché: Étudiant·e en Master 2 en bioinformatique ; Intérêt marqué pour l’analyse de données omiques et la biologie évolutive ; Compétences de base en bioinformatique (Linux, R et/ou Python appréciés) ; Autonomie, curiosité scientifique et capacité d’analyse
5) Encadrement et environnement: Le stage se déroulera dans un environnement de recherche dynamique, avec un encadrement étroit, un accès à des ressources de calcul adaptées et des interactions régulières avec des spécialistes en génomique, épigénétique et métabolomique.