Modélisation de la persistance et de la propagation des gènes d’antibiorésistance dans les populations et communautés bactériennes

Champs disciplinaires : Modélisation, Microbiologie, Evolution, Ecologie.
Structure d’accueil : CNRS/Université Lyon1/INSERM
Unités de recherche et encadrement
• Centre International de Recherche en Infectiologie, Xavier Charpentier
• Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive, Samuel Venner
Lieu de la Thèse : Université Lyon 1, Villeurbanne, Auvergne-Rhône Alpes, FR
Durée du contrat : 3 ans
Source du financement : CNRS (MITI, 80|PRIME)
Date de clôture de réception de candidatures : 27/08/2021
Début de thèse : octobre/novembre 2021
Contacts: xavier.charpentier@univ-lyon1.fr ; samuel.venner@univ-lyon1.fr

Descriptif du sujet de thèse
La résistance aux antimicrobiens (AMR) est l’une des plus grandes menaces pour la santé humaine, mettant en péril les progrès réalisés dans le traitement de nombreuses maladies et compliquant même la réalisation d’actes chirurgicaux de base. Les éléments génétiques mobiles (MGEs) qui portent des gènes de résistance aux antibiotiques sont les principaux moteurs de l’AMR. Les MGEs sont extrêmement diversifiés. Ils ont une prévalence souvent faible dans les populations naturelles, mais certains peuvent devenir très fréquents sous des pressions sélectives spécifiques; ils peuvent alors occasionner l’émergence rapide et peu contrôlable de l’AMR. Un défi majeur est donc de comprendre les mécanismes qui sous-tendent la dynamique des MGEs et le maintien de leur diversité.
Pour appréhender la dynamique des MGEs, la thèse mobilisera les concepts et modèles relatifs à la dynamique de la biodiversité, développés dans le domaine de l’écologie des communautés. L’ensemble des MGEs présents dans une population bactérienne sera considérée comme une communauté. Le travail de modélisation permettra d’appréhender la complexité des interactions entre les entités en jeu, et permettra d’évaluer leur contribution relative dans la dynamique des gènes d’antibio-ressitance (intégration les interactions MGE-bactéries, différents mécanismes de transfert horizontaux et les interactions compétitives ou facilitatrices entre MGEs).
Le travail de modélisation sera initié en s’inspirant de données biologiques collectées chez une espèce bactérienne d’intérêt majeur, Acinetobacter baumannii (Ab), responsable d’un large éventail d’infections hospitalières graves, avec une prévalence de souches multirésistantes en augmentation constante dans le monde entier, et classée par l’OMS comme agent pathogène prioritaire pour les efforts de recherche sur l’AMR. D’autres modèles mathématiques/informatiques plus généralistes illustreront la pertinence de mobiliser les concepts et méthodes développés en écologie pour comprendre la diversité des MGEs et la persistance de gènes d’antibio-resistance dans les génomes bactériens.


Profil recherché
• M2 avec une forte composante en modélisation et forte volonté d’utiliser la modélisation dans le domaine de l’écologie, l’épidémiologie et/ou la biologie évolutive
• Intérêt pour les problématiques scientifiques liée aux micro-organismes et/ou à la santé
• Bonnes connaissances en modélisation et programmation (ex: C++, et/ou R, Python…).

Contexte de travail
Le (la) doctorant(e) sera rattaché(e) administrativement au CIRI. La thèse sera co-dirigée par Xavier Charpentier (CIRI) et Samuel Venner (LBBE). Les interactions avec les deux équipes de recherche seront facilitées par leur proximité spatiale. En pratique, la personne recrutée sera hébergée au sein du LBBE qui offre de larges compétences sur le plan de la modélisation des systèmes biologiques, de la programmation informatique et des ressources de calcul importantes (cluster). La thèse sera co-encadrée par E. Rocha (séjour à prévoir à Paris).

Comment postuler ?
Le dossier de candidature doit comprendre :
• un CV
• une lettre de motivation comportant les coordonnées d’un scientifique ayant encadré vos activités de recherche.
• un relevé de notes (Licence + Master 1 et premier semestre Master 2)
L’ensemble des documents doit être envoyé par mail à Xavier Charpentier (xavier.charpentier@univ-lyon1.fr) et Samuel Venner (samuel.venner@univ-lyon1.fr).
La date limite pour le dépôt des candidatures est le 27 aout 2021. Néanmoins, nous vous engageons fortement à faire part dès que possible de votre intention de postuler, en prenant contact avec les responsables du sujet.

Six Références des encadrants :
1 Attaiech, L., Boughammoura, A., …. & Charpentier, X. (2016). Silencing of natural transformation by an RNA chaperone and a multitarget small RNA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 113(31), 8813-8818.
2 Godeux AS, …, Venner S, …, Charpentier X. (2020) Scarless Removal of Large Resistance Island AbaR Results in Antibiotic Susceptibility and Increased Natural Transformability in Acinetobacter baumannii. Antimicrob Agents Chemother 64.
3 Carvalho G., Fouchet D., Danesh G., Laaberki M-H., …., Charpentier X.,& Venner S. (2020) Bacterial transformation buffers environmental fluctuations through the reversible integration of mobile genetic elements. mBio. 11 (2).
4 Durieux, I., Ginevra, C., Attaiech, L., Picq, K., Juan, P. A., Jarraud, S., & Charpentier, X. (2019). Diverse conjugative elements silence natural transformation in Legionella species. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 116(37), 18613-18618.
5 Touchon, M., Perrin, A., De Sousa, J. A. M., Vangchhia, B., … & Rocha, E. P. (2020). Phylogenetic background and habitat drive the genetic diversification of Escherichia coli. PLoS genetics, 16(6), e1008866
6 Venner, S., Miele, V., Terzian, C., Biémont, C., Daubin, V., Feschotte, C., & Pontier, D. (2017). Ecological networks to unravel the routes to horizontal transposon transfers. PLoS Biology, 15(2), e2001536.

Le contenu de cette offre est la responsabilité de ses auteurs. Pour toute question relative à cette offre en particulier (date, lieu, mode de candidature, etc.), merci de les contacter directement.

Pout toute autre question, vous pouvez contacter sfecodiff@sfecologie.org.