M2 en Bioinformatique : recherche de l’origine des kéfirs d’eau

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

Micalis INRAE-CRJ
Domaine de Vilvert
78350 Jouy en Josas
France

Contacts
Nacer Mohellibi
Pierre Renault
Email du/des contacts
nacer.mohellibi@inrae.fr
pierre.renault.2@inrae.fr
Description

Stage de M2 en Bioinformatique : recherche de l’origine des kéfirs d’eau

Contexte :
Le(a) stagiaire évoluera au sein de l’institut Micalis à l’INRA de Jouy en Josas et plus précisément dans l’équipe Food Microbial Ecology (FME) dirigée par Marie-Christine Champomier Vergès. La thématique que mène notre équipe vise à comprendre les règles qui gouvernent les écosystèmes alimentaires afin d’en améliorer la qualité, la sécurité et la conservation que ce soit à travers des procédés fermentaires ou de biopréservation. Nous travaillons en particulier sur les écosystèmes laitiers et carnés.

Le kéfir de fruits, « water kefir » en anglais, est une boisson pétillante légèrement alcoolisée qui est produite sans doute depuis des siècles dans nos cuisines. Il est fait à partir de grains gélatineux contenant un microbiote complexe placés dans une solution sucrée avec une tranche de fruits (citron, figue sèche, pomme...). Récemment, la composition trois kéfirs a été déterminée par métagénétique ou métagénomique (2, 3, 5, 6). Un certain nombre de bactéries et levures ont été isolées et caractérisées. Les compositions de ces kéfirs diffèrent tout en partageant un certain nombre d’espèces.

L'année dernière, nous avons caractérisé par métagénomique la composition d'une vingtaine de kéfirs. Nos analyses montrent que leurs compositions diffèrent sensiblement, tout en restant en général des combinaisons puisées dans un répertoire de 30-50 espèces. Nous avons reconstitué par assemblage les génomes (MAG) des principales levures et bactéries présentes dans ces kéfirs. Au niveau thématique, nous allons nous poser à présent la question de l’origine des kéfirs d’eau.

Missions :
Le but du travail sera de déterminer si les kéfirs d’eau que nous avons étudiés proviennent d’un « grain ancestral » ou bien sont issus de grains formés indépendamment.
Pour cela 2 pistes seront suivies :

• La première sera d’augmenter la sensibilité des analyses précédentes en utilisant des techniques de mapping de ces séquences sur des génomes de référence. Il sera ainsi possible de détecter des espèces très peu abondantes et éventuellement de montrer (ou d’invalider) que tous les kéfirs possèdent un même pool d’espèce dont les abondances relatives peuvent varier de plusieurs ordres de grandeur (potentiellement 104-105).
• La deuxième piste sera de faire des études phylogénétiques pour tester l’hypothèse de la formation d’un ou plusieurs grains ancestraux. Nous allons rechercher si les différentes espèces de levures et de bactéries lactiques isolées de différents kéfirs ont un ancêtre commun unique, ou plusieurs ancêtres. Pour cela, des phylogénies seront construites, soit par alignement de marqueurs, soit par SNP calling sur des génomes de références. Nous aurons à notre disposition une trentaine de métagénomes de kéfirs, des MAG comme références des espèces majeures et quelques séquences génomiques de souches déjà isolées.

Compétences travaillées et outils mis en jeu:
• Bioanalyse : assemblage de séquences métagénomiques, SNP calling (bowtie2, samtools, etc…), mise en place de phylogénies des gènes/contigs assemblés (outils à déterminer)
• Développement de scripts (python, bash) et de workflow (nextflow ou snakemake) afin d’automatiser les processus nécessaires à ce travail

Profil souhaité :
Etudiant en M2 de bioinformatique ayant un goût prononcé pour la bio-analyse, de bonnes compétences en développement de script.
Un intérêt pour la métagénomique, la microbiologie et la biologie évolutive serait un plus.
Anglais apprécié.

Contacts :
Nacer Mohellibi (Encadrant bioinformatique) : nacer.mohellibi@inrae.fr
Pierre Renault (Responsable d’équipe); pierre.renault.2@inrae.fr

Food Microbial Ecology
Micalis INRAE-CRJ
78352 Jouy en Josas

Références:
1. . Debailly, R., Lavelle, C. and Schultz, E. (2018). Conserver un aliment vivant. Entretien et circulation d’un ferment : le cas du Kéfir. Techniques et Culture "Le temps des aliments" N°69:180-183.
2. Laureys D. and De Vuyst L. (2014). Microbial Species Diversity, Community Dynamics, and Metabolite Kinetics of Water Kefir Fermentation. Appl Environ Microbiol. 80(8): 2564–2572.
3. Gulitz, A., Stadie, J., Wenning, M., Ehrmann, M. A., & Vogel, R. F. (2011). The microbial diversity of water kefir. International Journal of Food Microbiology, 151(3), 284–8.
4. Fiorda, FA, G. Vinicius de Melo Pereira, V. Thomaz-Soccol, S. Kumar Rakshit, M. Binder Pagnoncelli, L. Porto de Souza Vandenberghe, and C. Ricardo Soccol. Microbiological, Biochemical, and Functional Aspects of Sugary Kefir Fermentation - A Review. Food Microbiology 66 (September 2017): 86–95.
5. Marsh, Alan J., Orla O’Sullivan, Colin Hill, R. Paul Ross, and Paul D. Cotter. “Sequence-Based Analysis of the Microbial Composition of Water Kefir from Multiple Sources.” FEMS Microbiology Letters 348, no. 1 (November 2013): 79–85.
6. Verce, Marko, Luc De Vuyst, and Stefan Weckx. “Shotgun Metagenomics of a Water Kefir Fermentation Ecosystem Reveals a Novel Oenococcus Species.” Frontiers in Microbiology 10 (2019): 479.

Equipe adhérente personne morale SFBI
Equipe Non adhérente