Stage Master 2: Modélisation de la dynamique des génomes bactériens et de la propagation des gènes d’antibio-résistances

La résistance aux antibiotiques (AR) 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, fragments d’ADN qui peuvent être transférés horizontalement entre bactéries, i.e. indépendamment du processus de réplication) sont les principaux véhicules de l’AR. Les analyses génomiques révèlent une large diversité de traits des MGEs : le succès évolutif de certains MGEs reposerait sur leur taux de transfert horizontal élevé (MGEs exclusivement parasitaires); d’autres MGEs plus mutualistes, peuvent persister et envahir des populations en partie grâce à leur transmission verticale en conférant à leurs hôtes des traits phénotypiques avantageux tels que l’antibiorésistance. Pour comprendre la dynamique de l’AR, il s’avère alors nécessaire de considérer la trajectoire évolutive de MGEs, de comprendre leur succès évolutif et leur assemblage en fonction de leurs traits.
Les formes de conflits et coopération évolutives entre les MGEs et les bactéries imposent de développer de nouvelles approches, au-delà de la génomique classique, pour comprendre la dynamique de l’antibio-résistance. Notre équipe vise alors à développer une écologie évolutive des pangénomes bactériens (définis comme l’ensemble des gènes d’une espèce, composés pour une part plus ou moins importante de MGEs) en mobilisant les outils et cadres conceptuels de l’écologie pour mieux comprendre la dynamique des MGEs (dont ceux qui portent des gènes d’AR) qui circulent dans les populations et communautés bactériennes. Au cours du stage, le(la) candidat(e) proposera et développera de nouvelles versions de nos modèles mathématiques et numériques pour explorer la co-évolution des stratégies de bactéries et des MGEs exposées à des fluctuations environnementales (exposition à des stress antibiotiques).