Société Française de Bioinformatique

Mots-Clés

Developpement Optimisation primer design PCR multiplex

Description

Contexte :
L’unité Environnement et Risques Infectieux (ERI-CIBU) de l’Institut Pasteur s’intéresse à l’étude des agents pathogènes chez l’homme et les animaux et met au point des outils de détection et de caractérisation rapide de ces agents (virus, bactéries…) au plus près du terrain.
Dans le cadre de nos programmes de recherche et développement en santé publique, nous déployons des stratégies combinant PCRs multiplex et séquençage de troisième génération (Oxford Nanopore), afin d’identifier rapidement et simultanément un large spectre d’agents pathogènes.
La PCR multiplex est une technique essentielle en biologie moléculaire et permet l’amplification simultanée de plusieurs cibles génétiques. Le design de primers efficaces dans le contexte d’un mélange de plusieurs cibles est une étape critique pour garantir la spécificité et la sensibilité des réactions d’amplification.
Dans ce contexte, notre laboratoire propose un stage portant sur le développement et l’optimisation algorithmique d’un outil de design automatique de primers pour la PCR multiplexe. L’objectif est de développer une solution robuste, capable de générer des jeux de primers hautement spécifiques, compatibles et optimisés pour la détection simultanée des différentes cibles génomiques, tout en minimisant les interactions indésirables et en maximisant l’efficacité de la réaction.

Missions principales :
• Analyse des contraintes et modélisation :
o Identification des critères pour le design de primers en PCR multiplex (spécificité, température de fusion, absence de dimères, compatibilité des amorces, etc.).
o Modélisation mathématique du problème (optimisation multi-objectifs, contraintes combinatoires).
• Développement et optimisation d’algorithmes :
o Conception d’algorithmes d’optimisation (heuristiques, algorithmes génétiques, recuit simulé, etc.) pour la sélection des primers.
o Implémentation en Python (ou autre langage adapté) et intégration dans un pipeline bio-informatique ou une interface web.
o Benchmarking des performances (temps de calcul, qualité des solutions) par rapport aux outils existants.
• Validation et amélioration continue :
o Test de l’outil sur des jeux de données réels (panels de gènes, séquences virales/bactériennes, etc.).
o Analyse des résultats et ajustement des algorithmes pour améliorer la spécificité et la sensibilité.
• Documentation et déploiement :
o Rédaction d’une documentation technique détaillée et d’un guide utilisateur.
o Intégration de l’outil dans l’environnement de travail de l’équipe
Profil recherché :
• Formation en informatique, bio-informatique, mathématiques appliquées ou équivalent (Bac+4/5).
• Solides compétences en algorithmique et en programmation (Python).
• Intérêt pour l’optimisation combinatoire et la résolution de problèmes complexes.
• Autonomie, rigueur et capacité à travailler en équipe pluridisciplinaire.
• Des connaissances en biologie moléculaire (PCR, design de primers) et en outils bio-informatiques (BLAST, Bowtie, etc.) seraient un plus.
Atouts du stage :
• Co-encadrement avec le Hub de Bio-informatique et Biostatistique de l’Institut Pasteur
• Encadrement par des experts en bio-informatique, en biologie moléculaire et en séquençage de nouvelle génération.
• Participation à un projet innovant à l’interface entre bio-informatique, algorithmique et santé publique.
• Accès à des infrastructures de calcul performantes et à des bases de données génomiques de référence.
Candidature : Envoyez votre CV, une lettre de motivation à veronique.hourdel@pasteur.fr et bertrand.neron@pasteur.fr en précisant en objet : « Candidature Stage – Optimisation algorithmique PCR multiplex ».