M2 - Comparaison de technologies de métagénomique ciblée

Type de poste
Niveau d'étude minimal
Dates
Durée du poste
Contrat renouvelable
Contrat non renouvelable
Date de prise de fonction
Date de fin de validité de l'annonce
Localisation
Nom de la structure d'accueil
Adresse

69 Route d'Arcachon
33612 Cestas
France

Contacts
Benjamin Penaud
Olivier Lepais
Email du/des contacts
benjamin.penaud@inra.fr
olivier.lepais@inra.fr
Description

Contexte scientifique

La caractérisation de la biodiversité à partir d’ADN issu d’un échantillon environnemental est désormais possible grâce aux nouvelles technologies de séquençage.
Deux approches sont principalement utilisées pour caractériser cette biodiversité : la métagénomique globale qui consiste à séquencer l’ADN total d’un échantillon, et la métagénomique ciblée (autrement appelée metabarcoding) qui consiste à séquencer un unique marqueur génomique d’intérêt taxonomique.
La métagénomique ciblée permet d’étudier la diversité des communautés présentes dans différents échantillons biologiques en ciblant un marqueur qui doit être commun à plusieurs espèces tout en présentant des régions suffisamment variables afin de différencier les espèces. Généralement, dans le cas des bactéries et des champignons, ce sont les régions V3-V4 de l'ADNr 16S et l'ITS respectivement qui sont utilisés comme marqueur d’intérêt.
Le séquençage Illumina est majoritairement utilisé pour ce type d’analyse car il présente l’avantage de générer un grand nombre de séquences avec un faible taux d’erreurs de séquençage. Cependant, cette technologie de séquençage génère des lectures (reads) courtes ce qui n’est pas toujours suffisant pour discriminer les organismes en présence au niveau de l’espèce et ne permet qu'une quantification relative des espèces présentes au sein des communautés.

Ainsi, d’autres technologies ou stratégies ont été récemment développées afin de pallier à ces problèmes :
- SWIFT Amplicon 16S+ITS Panel est un kit qui permet de cibler et séquencer (en Illumina) plusieurs régions de l’ADNr 16S pour les bactéries et plusieurs régions de l’ITS pour les champignons en un seul pool.
- Loop Genomics 16S & 18S est un kit qui permet comme le précédent de cibler et séquencer (en Illumina) plusieurs régions de l’ADNr 16S et du 18S afin de reconstruire ensuite par assemblage l'intégralité de ces régions d’intérêt pour chaque individu présent dans l’échantillon.
- L'amplification de marqueur plus long qu'en Illumina (plusieurs kb), comme l'intégralité de l'ADNr16S et le séquençage de ce dernier par la technologie Oxford Nanopore.

Projet du stage

L’objectif du stage de master 2 est de comparer les 4 stratégies/technologies précitées (Illumina V3-V4, SWIFT, Loop Genomics et Oxford Nanopore) sur leur capacité à étudier et quantifier la composition des communautés microbiennes d’un échantillon.
Au sein de la Plateforme Génome Transcriptome de Bordeaux (PGTB), le stagiaire disposera de données issues de ces 4 technologies sur différents échantillons, dont plusieurs communautés artificielles microbiennes (communautés constituées d'organismes dont les proportions sont connues). Il devra analyser ces données en développant de nouveaux pipelines, et en utilisant ceux déjà disponibles. Puis il comparera les résultats obtenus avec les attendus théoriques afin d’évaluer la spécificité et la sensibilité des différentes technologies.

Profil du candidat

- Connaissances en génomique, métagénomique et bioinformatique
- Maîtrise de l’environnement Linux
- Base en programmation (Perl ou python ; R)

https://swiftbiosci.com/swift-amplicon-16s-its-panel/
https://www.loopgenomics.com/16s-18s-long-reads/
https://nanoporetech.com/

Equipe adhérente personne morale SFBI
Equipe Non adhérente