Mots-Clés
Evolution
Phylogénie
Métabolisme
Procaryotes
Description
Le métabolisme constitue la pierre angulaire du vivant. On peut distinguer le métabolisme central, responsable de la survie de la cellule et des processus énergétiques et de biosynthèse, du métabolisme spécialisé, qui englobe une grande variabilité de voies impliquées notamment dans les interactions des organismes avec leur environnement. Longtemps étudié chez un nombre restreint d’organismes modèles, le métabolisme apparaît aujourd’hui, grâce à l’essor du séquençage à haut débit et de la métagénomique, bien plus diversifié qu’attendu. De nombreuses nouvelles voies métaboliques ont ainsi été mises en lumière, révélant des interactions complexes entre organismes, particulièrement chez les procaryotes. Cette diversité reflète l’adaptation des organismes à leur environnement au cours de l’évolution, par de nombreux processus tels que la duplication, la divergence fonctionnelle ou les transferts horizontaux de gènes. L’étude de l’origine, de la diversité et des interactions entre ces voies métaboliques constitue aujourd’hui un enjeu majeur, tant pour répondre à des questions fondamentales, comme le fonctionnement des premiers organismes vivants, que plus appliquées, telles que l’identification de nouvelles enzymes et molécules d’intérêt biotechnologique ou la compréhension des grands cycles biogéochimiques de notre planète. Dans ce contexte, notre laboratoire s’intéresse particulièrement à l’évolution et à la diversité des métabolismes procaryotes.
Le but de ce projet est de cartographier la diversité de voies métaboliques chez l’ensemble des procaryotes et de proposer des scénarios expliquant leur histoire évolutive. Nous sommes particulièrement intéressés par le métabolisme énergétique, le métabolisme du soufre et les métabolismes spécialisés. L’étudiant s’appuiera sur des approches d’analyse de séquences (recherche d’homologie, alignements multiples), de phylogénétique (inférence et analyse d’arbres de gènes et d’espèces) et de génomique comparative (analyses corrélatives, contextes génomiques et distributions taxonomiques) pour mener à bien son projet. ll s’agira également d’adopter une approche intégrative, combinant les analyses évolutives à grande échelle et l’élucidation des mécanismes moléculaires sous-jacents. L’étudiant sera enfin formé à la programmation en Python afin de développer et d’utiliser les outils nécessaires à la conduite du projet.