PhD Subject: Study of Glycation Resistance Mechanisms in Birds
Project Description
In humans, elevated blood glucose levels (>100 mg/dL) are associated with an increased risk of metabolic diseases and accelerated aging, particularly through protein glycation and the formation of advanced glycation end products (AGEs). However, many bird species naturally maintain much higher glucose levels (~270 mg/dL) without suffering adverse effects. The ANR AGEs1 project studied this paradox in 484 individuals from 88 bird species, revealing a non-linear relationship between blood glucose levels and glycation, suggesting an evolutionary resistance in birds at different stages of the glycation process.
This new PhD project continues from AGEs1 and aims to explore the mechanisms of resistance to glycation in birds. It will involve studying AGE levels and protective mechanisms in different bird species, using multi-omics approaches (metabolomics, proteomics, lipidomics, genomics) to identify metabolic adaptations and molecular pathways involved. Such approaches will be conducted in an evolutionary biology context, in relation to species and individuals’ life history traits.
Objectives
1. Inter-species Comparison: Study AGE levels and protective mechanisms in bird species with contrasting blood glucose/glycated albumin profiles.
2. Evolutionary Analysis: Correlate AGE levels and protective mechanisms with individual fitness in a wild population of Alpine swifts monitored for 30 years.
3. Multi-omics Approaches: Use advanced mass spectrometry methods (GC-APCI and DART) to analyze a wide range of metabolites in various samples (blood, feathers, droppings).
Methodology
– Cell Culture: Use bird cell cultures to study responses to cytotoxic stress and resistance mechanisms.
– Proteomic and Metabolomic Analyses: Identify signaling pathways and metabolites involved in resistance to glycation.
– In Silico Studies: Analyze DNA and protein sequences to study the evolution of protective mechanisms in birds. Specific phylogenetic approaches.
– Fieldwork: Possibility to conduct fieldwork in June or August in Alpine swift colonies in Switzerland (Collaborator Pierre Bize).
Key words
Ageing, glucose, birds, life history traits, cell culture, omics
Required Skills
(Among the following, allowing the subject to be oriented according to the candidate’s profile)
-Proficiency in cell culture to study responses to AGEs at the cellular and molecular level
-Fundamental knowledge in cell and evolutionary biology
-Proficiency in R statistical software (particularly for phylogenetic approaches)
-Fluency in English
-Interest in interdisciplinary approaches
– Ability to work in a team
Expertise to be Acquired
(Depending on those already acquired above)
-Knowledge in comparative biology and evolution
– Laboratory expertise: DNA extraction, proteomics, flow cytometry, microscopy, irradiations
-Expertise in bioinformatics
-Expertise in comparative analyses
– Scientific article writing
Contacts
Unit: IPHC-DEPE and DSA, Strasbourg. https://iphc.cnrs.fr/
For any information or application, please contact Francois Criscuolo or Fabrice Bertile
francois.criscuolo@iphc.cnrs.fr ; fbertile@unistra.fr
Collaborators
Dr Benoit Quintard, Zoo de Mulhouse
Dr Pierre Bize, Vogelwarte, Suisse.
References
Moreno Borrallo, A., Jaramillo Ortiz, S., Schaeffer-Reiss, C., Quintard, B., Rey, B., Bize, P., … & Criscuolo, F. (2025). Variation in albumin glycation rates in birds suggests resistance to relative hyperglycaemia rather than conformity to the pace of life syndrome hypothesis. Elife, 13, RP103205.
Duval, C., Criscuolo, F., & Bertile, F. (2024). Glycation resistance and life-history traits: lessons from non-conventional animal models. Biology Letters, 20(6).
Moreno-Borrallo, A., Bize, P., Jaramillo-Ortiz, S., Schaeffer, C., Bertile, F., & Criscuolo, F. (2024). Glycaemia and albumin glycation rates as fitness mediators in the wild: the case of a long-lived bird. bioRxiv, 2024-07. (*pre-print that was completed in 2025 by an additional sampling field season, and will be resubmitted in 2026*).
Sujet de Thèse: Étude des Mécanismes de résistance aux Glycations chez les Oiseaux
Description du Projet
Chez l’humain, des niveaux élevés de glucose dans le sang (>100 mg/dL) sont associés à un risque accru de maladies métaboliques et de vieillissement accéléré, notamment via la glycation des protéines et la formation de produits finaux de glycation avancée (AGEs). Pourtant, de nombreuses espèces d’oiseaux maintiennent naturellement des niveaux de glucose bien plus élevés (~270 mg/dL) sans en subir les effets néfastes. Le projet ANR AGEs1 a étudié ce paradoxe chez 484 individus de 88 espèces d’oiseaux, révélant une relation non-linéaire entre glycémie et glycation, suggérant une résistance évolutive des oiseaux à différents stades du processus de glycation.
Ce nouveau projet de thèse s’inscrit dans la continuité de AGEs1 et vise à explorer les mécanismes de résistance à la glycation chez les oiseaux. Il s’agira d’étudier les niveaux d’AGEs et les mécanismes protecteurs chez différentes espèces d’oiseaux, en utilisant des approches multi-omiques (métabolomique, protéomique, lipidomique, génomique) pour identifier les adaptations métaboliques et les voies moléculaires impliquées. L’étude de ces voies de résistance sera mise en parallèle des traits d’histoire de vie des espèces ou des individus.
Objectifs
1. Comparaison interspécifique : Étudier les niveaux d’AGEs et les mécanismes de protection chez des espèces d’oiseaux avec des profils glycémie/albumine glyquée contrastés.
2. Analyse évolutive : Corréler les niveaux d’AGEs et les mécanismes protecteurs avec la valeur sélective individuelle dans une population sauvage de martinets alpins suivie depuis 30 ans.
3. Approches multi-omiques : Utiliser des méthodes avancées de spectrométrie de masse (GC-APCI et DART) pour analyser un large éventail de métabolites dans divers échantillons (sang, plumes, fientes).
Méthodologie
– Culture cellulaire : Utilisation de cultures cellulaires d’oiseaux pour étudier les réponses aux AGEs – Analyses protéomiques et métabolomiques : Identification des voies de signalisation et des métabolites impliqués dans la résistance à la glycation.
– Études in silico : Analyse des séquences d’ADN et de protéines pour étudier l’évolution des mécanismes de protection chez les oiseaux. Approches phylogénétiques specifiques.
– Terrain : possibilité de faire une partie de terrain en juin ou août dans les colonies de martinets alpins en Suisse (Collaborateur Pierre Bize).
Compétences Attendues (parmi celles-ci-dessous, permettant d’orienter le sujet en fonction du profil du candidat)
-Maîtrise de la culture cellulaire
-Connaissances fondamentales en biologie cellulaire et évolutive
-Maîtrise du logiciel statistique R (notamment pour des approches phylogénétiques)
-Maîtrise de la langue anglaise
-Intérêt pour les approches interdisciplinaires
-Capacité à travailler en équipe
Mots-clefs
Vieillissement, glucose, oiseaux, traits d’histoire de vie, culture cellulaire, omics
Expertises à Acquérir (en fonction de celles déjà acquises ci-dessus)
-Connaissances en physiologie comparée et évolution
-Expertise en laboratoire : extraction d’ADN, protéomique, cytométrie en flux, microscopie, irradiations
-Expertise en bio-informatique
-Expertise en analyses comparées
-Rédaction d’articles scientifiques
Contacts
Unité : IPHC-DEPE et DSA, Strasbourg. https://iphc.cnrs.fr/
Pour tous renseignements ou candidatures, contacter Francois Criscuolo ou Fabrice Bertile
francois.criscuolo@iphc.cnrs.fr; fbertile@unistra.fr
Collaborateurs
Dr Benoit Quintard, Zoo de Mulhouse
Dr Pierre Bize, Vogelwarte, Suisse.
Références
Moreno Borrallo, A., Jaramillo Ortiz, S., Schaeffer-Reiss, C., Quintard, B., Rey, B., Bize, P., … & Criscuolo, F. (2025). Variation in albumin glycation rates in birds suggests resistance to relative hyperglycaemia rather than conformity to the pace of life syndrome hypothesis. Elife, 13, RP103205.
Duval, C., Criscuolo, F., & Bertile, F. (2024). Glycation resistance and life-history traits: lessons from non-conventional animal models. Biology Letters, 20(6).
Moreno-Borrallo, A., Bize, P., Jaramillo-Ortiz, S., Schaeffer, C., Bertile, F., & Criscuolo, F. (2024). Glycaemia and albumin glycation rates as fitness mediators in the wild: the case of a long-lived bird. bioRxiv, 2024-07. (pre-print that was completed in 2025 by an additional sampling field season, and will be resubmitted in 2026).
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