Intitulé :
Biologie des systèmes – Approches en génomique environnementale pour la modélisation du métabolisme de communautés microbiennes et l’étude de son évolution dans les écosystèmes
Mots-clés : modélisation, biologie computationnelle, biologie des systèmes, génomique environnementale, métabolisme microbien dans les écosystèmes
Thématique scientifique : Métagénomique environnementale
Établissement/organisme porteur : Université d’Evry-Val-d’Essonne (UEVE) / Université Paris Saclay
Établissements/organismes partenaires : CNRS
Laboratoire d’accueil et direction : UMR 8030 CNRS-CEA-Université d’Evry, « Génomique Métabolique », Directeur Patrick WINCKER
Durée visée : 6 ans à partir du 1.9.22
Package financier associé au poste (doctorant, post-doctorant, IT, équipement, …) hors financement MESRI du poste CPJ : co-financements ANR 250 k€ + CNRS 150 k€
Contexte de l’unité Génomique Métabolique :
L’UMR Génomique Métabolique a pour thèmes principaux :
- l’exploration de la diversité du vivant par l’analyse des (méta)génomes
- la compréhension fine du métabolisme microbien
- la diversification de la chimie du vivant par biologie synthétique.
L’unité développe des approches interdisciplinaires qui vont de la génomique à l’évolution « supervisée » des micro-organismes via la biologie moléculaire, l’ingénierie métabolique, la biochimie, la bioinformatique et la chimie analytique.
Elle est impliquée dans plusieurs consortia internationaux tels que Tara Oceans (exploration métagénomique marine) et ERGA (catalogue génomique de la biodiversité Européenne) ce qui participe à son rayonnement. Dans ce contexte particulier de la génomique environnementale, il est apparu que la diversité d’un écosystème ne tient pas que du hasard et qu’elle contribue à son équilibre. Pour développer des stratégies innovantes d’exploration de données, un recrutement à l’interface de la génomique et de la recherche méthodologique
permettrait la modélisation du métabolisme et l’exploration fonctionnelle de communautés microbiennes complexes, afin d’identifier des déterminants métaboliques d’intérêt majeur pour l’environnement mais aussi des activités enzymatiques pour des applications en biologie synthétique.
Résumé du projet scientifique :
Les recherches viseront, par des approches bioinformatiques combinant modélisation et intégration de données multi-omiques, à comprendre la structuration et l’adaptation de consortia de microorganismes (virus, bactéries, archées et eucaryotes) à leurs environnements, en déterminant leurs capacités fonctionnelles individuelles et collectives (interactions, symbioses/holobiontes). Il s’agira de développer des méthodes de modélisation des réseaux métaboliques à l’échelle des organismes et des communautés et d’exploiter les larges quantités de données disponibles notamment par des techniques d’exploration de réseaux multicouches et d’apprentissage supervisé ou non. Les attendus du projet sont de :
- déchiffrer les relations métaboliques au sein des communautés microbiennes et les associer avec les traits fonctionnels des organismes pour définir leurs rôles dans les cycles biogéochimiques,
- identifier de nouvelles fonctions métaboliques
- étudier l’évolution des familles d’enzymes et voies métaboliques chez les
bactéries et protistes.
Ce poste en biologie computationnelle et des systèmes s‘appuiera sur les compétences expérimentales en biochimie et en (méta)génomique de l’UMR, en relation avec les laboratoires de statistique et d’informatique de l’Université ParisSaclay.
Résumé du projet d’enseignement :
Filières concernées. :
- Licences mention « Sciences de la Vie » et de Double Diplôme « Informatique, Sciences de la Vie ».
- Masters mention Genomics Informatics and Mathematics for Health and Environment (« GENIOMHE »), mention « Biologie Intégrative et Physiologie » et mention « Biologie-Santé ».
Projet pédagogique:
L’équipe en charge des enseignements autour de la bioinformatique comprend un PR et de 3 MCU.
Le Département de Biologie souhaite former les étudiants aux nouvelles technologies très tôt dans leur cursus. Ainsi un effort très important a été réalisé en Licence et Master pour développer des enseignements :
- i) sur les traitements bioinformatiques des données issues des technologies haut-débit de la génomique
structurale et fonctionnelle - (ii) de la post-génomique
- (iii) en lien avec les domaines de la biologie, de la santé, des biotechnologies, de l’environnement mais aussi des technologies du numérique.
Les enseignants-chercheurs « UEVE » de l’UMR sont impliqués dans plusieurs actions de ces formations, de même les chercheurs CNRS ou CEA qui interviennent dans 6 modules de Master (MSSB, BIP végétale, ICBM, BTCG, GENIOMHE, chimie pharmaceutique).
La CPJ renforcera l’équipe pédagogique sur les aspects bioinformatique/analyses de données et enseignera dans plusieurs modules des mentions de Licence et Master citées.
