Vous trouverez ci-dessous 3 descriptifs de sujets de stages de master 2 à effectuer au sein de l’équipe du Prof. Bertanne Visser à l’UCLouvain en Belgique
La thématique commune à ces 3 stages est la plasticité de la synthèse de lipides chez le parasitoïde de drosophile, Leptopilina heterotoma.

Les 3 stages ont chacun une thématique différente :
– Transcriptomique
– Ecologie thermique / écologie comportementale
– Comparaison de méthodes de biologie moléculaire pour mesurer la synthèse ou l’accumulation de lipides chez L. heterotoma

Les 2 premiers sujets ont une version française et anglaise, le 3 eme sujet est seulement en Anglais
Pour plus d’informations: https://visserlab.be/

N’hésitez pas à nous contacter pour toutes questions !

Sujets:
1-
Approche transcriptomique dans l’étude de la plasticité phénotypique de la synthèse des lipides chez la guêpe parasitoïde Leptopilina heterotoma

– Description du projet –
La synthèse des lipides est un des traits physiologiques les plus conservés dans tous les domaines de la vie. C’est particulièrement le cas chez les animaux, dont la très grande majorité synthétisent des lipides. En général, en période d’abondance de nourriture, les animaux vont synthétiser et stocker des graisses, qui sont essentielles pour optimiser leur survie (pour lutter contre les basses températures ou le manque de nourriture en hiver) ou leur reproduction.
Cependant, jusqu’à très récemment certains insectes, des guêpes parasitoïdes (organismes qui se développent sur ou dans un autre organisme, leur hôte), semblaient être incapables de synthétiser et d’accumuler des graisses. Les guêpes parasitoïdes se nourrissent de leur hôte pendant leur développement, leur métabolisme et leur énergie sont ainsi complètement dépendants de cette unique source de nourriture. Des expériences récentes indiquent que la guêpe parasitoïde Leptopilina heterotoma, un parasitoïde de mouche, est capable d’activer ou de désactiver sa synthèse de graisses en fonction du contenu lipidique de son hôte, illustrant un cas de plasticité phénotypique. Si l’hôte contient beaucoup de graisses, la synthèse des graisses n’est pas nécessaire chez la guêpe adulte et la voie est complètement désactivée. Au contraire, si le développement a lieu sur un hôte pauvre en graisse, la guêpe doit synthétiser de la graisse supplémentaire. Cependant, les mécanismes moléculaires et les gènes impliqués dans la régulation de la synthèse lipidique sont encore très peu connus.
Le but du stage proposé est donc de déterminer les bases moléculaires associés aux réponses plastiques dans la synthèse des graisses. Pour conduire cette étude, nous utiliserons un séquençage RNA-seq et comparerons les réponses transcriptionnelles des guêpes qui se développent sur des hôtes maigres et sur des hôtes gras. Nous identifierons et testerons des gènes candidats qui seraient impliqués dans la plasticité de la synthèse lipidique. Nous réaliserons ces expériences sur plusieurs lignées isofemelles de Leptopilina heterotoma et nous étudierons alors les relations entre génotype, plasticité phénotypique via des quantifications de graisses synthétisées (identification par GC-MS) et la régulation des gènes via une approche transcriptomique.

Le stage impliquera la gestion d’élevages d’insectes, y compris le maintien de lignées isofemelles et la réalisation d’expériences visant à manipuler les réponses plastiques (élevage de guêpes sur des hôtes maigres et gras). Ce stage impliquera également un important travail en biologie moléculaire (avec des extractions ARN et du séquençage), de la biochimie (extractions des graisses et idenfication par GC-MS). Une expérience en analyse de séquençage à haut débit et en bioinformatique serait appréciée.

– Encadrants et localisation du stage  –
Dr. Mathilde Scheifler & Prof. Dr. Bertanne Visser.
Evolution and Ecophysiology Group, Biodiversity Research Centre, Earth and Life Institute
UCLouvain, Carnoy building, Louvain-la-Neuve, Belgique
Pour plus d’informations : https://visserlab.be

– Contacts et candidature –
Pour toutes candidatures merci d’envoyer votre CV et lettre de motivation avant le 1er décembre à : mathilde.scheifler@uclouvain.be et bertanne.visser@uclouvain.be

English version –
A transcriptomic approach to study the phenotypic plasticity of lipid synthesis in the parasitoid wasp Leptopilina heterotoma
– Project description-
Lipid synthesis is one of the most conserved physiological traits in all domains of life. This is particularly the case in animals, the large majority of which synthesize fat. In general, during periods of food abundance, animals will synthesize and store fat, which is essential for its survival (against low temperatures or lack of food in winter) or reproduction.
However, until very recently some insects, parasitoid wasps (organisms that develop on or in another organism, their host), seemed to be unable to synthesize and accumulate fat. Parasitoid wasps feed on their host during their development, so their metabolism and energy are completely dependent on this unique food resource. Recent experiments indicate that the fly parasitoid wasp Leptopilina heterotoma is able to switch its fat synthesis on or off depending on the lipid content of its host, illustrating a case of phenotypic plasticity. If the host contains a lot of fat, fat synthesis is not required for adult wasps and the pathway is completely deactivated. On the contrary, if development takes place on a low-fat host, the wasp must synthesize additional fat. However, the molecular mechanisms and genes involved in the regulation of lipid synthesis are still poorly understood.
The aim of the present work is therefore to determine the molecular basis for plastic responses in fat synthesis. To conduct this study, we will use RNA sequencing and compare the transcriptional responses of wasps growing on lean and fat hosts. We will identify and test candidate genes that may be involved in the plasticity of lipid synthesis. We will carry out these experiments on several isofemale lines of Leptopilina heterotoma and we will then study the relationships between genotype, phenotypic plasticity via quantifications of synthesized fats (identification by GC-MS) and gene regulation via a transcriptomic approach.

The internship will involve the management of insect rearing, including the maintenance of isofemale lines and experiments to manipulate plastic responses (rearing of wasps on lean and fat hosts). This internship will also involve extensive work in molecular biology (with RNA extractions and sequencing), biochemistry (fat extractions and GC-MS identifications). Experience in high-throughput sequencing analysis and bioinformatics would be appreciated.

– Mentoring and internship localization –
Dr. Mathilde Scheifler & Prof. Dr. Bertanne Visser.
Evolution and Ecophysiology Group, Biodiversity Research Centre, Earth and Life Institute
UCLouvain, Carnoy building, Louvain-la-Neuve, Belgique
For further information: https://visserlab.be

– How to apply? –
Please address your applications (CV and cover letter) before the 29th of November to: mathilde.scheifler@uclouvain.be and bertanne.visser@uclouvain.be)

2-Effets de la température et du comportement maternel sur la plasticité d’une fonction physiologique essentielle (la synthèse de lipides) chez les parasitoïdes

– Description du projet-
La très grande majorité des animaux synthétisent des lipides. Cette fonction essentielle a notamment un rôle pour la survie des organismes faisant face à des conditions environnementales délétères, comme par exemple l’accumulation de réserves lipidiques en préparation à l’hiver. C’est le cas notamment chez les insectes.
Certains insectes, les parasitoïdes, étaient considérés jusqu’à récemment comme incapables d’accumuler leurs propres réserves lipidiques. Les insectes parasitoïdes effectuent leur développement en se nourrissant sur un seul et même hôte : leurs réserves énergétiques seraient donc directement prélevées sur cet unique ressource. Toutefois, pour certains parasitoïdes, la synthèse de lipides est en fait plastique : les guêpes se développant sur un hôte gras ont une importante quantité de lipides à disposition, et n’en synthétisent donc pas de nouveau une fois adulte, tandis que les guêpes se développant sur un hôte maigre vont synthétiser et accumuler elles-mêmes des lipides pour compléter leurs réserves énergétiques au stade adulte. Toutefois, plusieurs facteurs pourraient influencer cette plasticité, comme les conditions environnementales telle que la température, ou encore le comportement maternel. En effet, les décisions comportementales effectuées par les mères parasitoïdes influencent largement l’acquisition de ressources chez leur descendance.
Le but des travaux que nous proposons sera donc d’étudier comment ces facteurs (température, qualité de l’hôte et comportement maternel) peuvent influencer la plasticité de la synthèse de lipides chez Leptopilina heterotoma. Notre hypothèse est que si les parasitoïdes sont soumis à des conditions automnales, elles devraient choisir les hôtes les plus gras, et synthétiser et accumuler des lipides pour pouvoir survire aux conditions délétères de l’hiver qui s’annoncent. Pour tester cette hypothèse, nous soumettrons les parasitoïdes à deux régimes thermiques, construits à partir de données météorologiques collectées en Belgique, représentant des fluctuations thermiques journalières d’automne ou d’été, après quoi nous testerons les choix d’hôtes effectués par les mères, ainsi que leur capacité à synthétiser et accumuler des lipides.

-Profil de l’étudiant(e) recherché(e) –
Etudiant(e) intéressé(e) par des travaux en écologie comportementale, écologie des interactions, écologie thermique et écophysiologie (une première expérience en entomologie n’est pas forcément requise), motivé(e), éthique, organisé(e) et rigoureux(se). Le stage se déroulera à l’UCLouvain (Louvain-la-Neuve, Belgique), et impliquera des gestions de stocks d’insectes, suivis expérimentaux, observations comportementales et mesures de traits d’histoire de vie.

– Encadrants et localisation du stage  –
Dr. Thomas Enriquez & Prof. Dr. Bertanne Visser.
Evolution and Ecophysiology Group, Biodiversity Research Centre, Earth and Life Institute
UCLouvain, Carnoy building, Louvain-la-Neuve, Belgique
Pour plus d’informations : https://visserlab.be

– Contacts et candidature –
Pour toutes candidatures merci d’envoyer votre CV et lettre de motivation avant le 29 novembre
A thomas.enriquez@uclouvain.be et bertanne.visser@uclouvain.be)

– English version –
Effects of temperature and maternal behavior on plasticity of an essential physiological function (lipid synthesis) in parasitoids

-Project description-
The large majority of animals synthesize fat (lipids). This essential function play an important role in an organism survival when facing stressful environmental conditions, like for instance insects accumulating fat in preparation for overwintering.
Some insects, parasitoids, were until recently though to have lost this capacity to synthesize and accumulate fat by their own. Parasitoids complete their while juvenile development in (or on) a single host, from which they uptake fat and build their whole lipid reserves. However, a recent study by the host laboratory showed that on a parasitoid species (Leptopilina heterotoma) fat synthesis is in fact plastic. It appeared that wasps developing on a fat host possess large fat reserves when they emerge, and thus do not have too synthetize new fat at the adult stage. However, wasps developing on a lean host do synthesize and accumulate new lipids to build their fat reserves at the adult stage. However, several factors could influence the plasticity of this trait, such as environmental conditions (temperature) or maternal behavior. Indeed, behavioral decisions made by parasitoid mother greatly influence resource available for their offspring.
The aim of the present work, is to study how these factors (temperature, host quality and maternal behavior) will influence fat synthesis plasticity in Leptopilina heterotoma. Our hypothesis is that under autumn conditions, parasitoids should choose fatter hosts, and synthesis and accumulate lipids to build up fat reserves in preparation for overwintering. To test this hypothesis, parasitoids will be subjected to two thermal regimes, build thanks to meteorological data collected in Wallonia (Belgium). These thermal regimes represent daily thermal fluctuation from autumn and summer. After exposures, host choice by mothers will be tested, as well as their capacity to synthesize and accumulate fat.

-Student profile –
Master student, interesting by works in behavioral ecology, biological interactions, thermal ecology and ecophysiology (a first work experience in entomology is not 100% required), highly motivated, with a high work ethic and organized. The internship will take place at UCLouvain (Louvain-la-Neuve, Belgium). The student will have to manage stock rearing of insects, follow is experimental set up, take care of behavioral assays and life history traits measurements.

– Mentoring and internship localization –
Dr. Thomas Enriquez & Prof. Dr. Bertanne Visser.
Evolution and Ecophysiology Group, Biodiversity Research Centre, Earth and Life Institute
UCLouvain, Carnoy building, Louvain-la-Neuve, Belgique
For further information: https://visserlab.be

– How to apply? –
Please address your applications (CV and cover letter) before the 29th of November to:
thomas.enriquez@uclouvain.be and bertanne.visser@uclouvain.be);

3-
Lipid synthesis and accumulation in a parasitic wasp

– Project description –
Lipid synthesis is of critical importance for survival and reproduction. The parasitic wasp Leptopilina heterotoma shows extreme plasticity in fat synthesis. When it develops on a lean host (i.e., a Drosophila larva), the adult will start synthesizing fat, but when the wasp develops on a fat host, fat synthesis is shut off completely in the adult stage. To study fat synthesis in wasps, two distinct techniques were used so far: gravimetry, a method by which we can determine the bulk fat content and look at fat accumulation and stable isotope tracing followed by GC-MS where we can look at the synthesis of individual fatty acids. The question is how we can compare these two methods. When we see an increase in fatty acid synthesis, does this lead to a significant increase in fat accumulation, such that it affects wasp life histories? During this project, we will compare these 2 different methods for fat synthesis quantification, as well as a variety of labeled precursors (i.e., heavy water, glucose, and acetate) to take a closer look at fat metabolism in our parasitic wasp.

You will be part of ongoing research efforts on plastic lipid synthesis in parasitic wasps. You will:
– Maintain hosts and wasps;
– Perform experiments to manipulate fat synthesis (using lean and fat Drosophila hosts);
– Use gravimetry and stable isotope tracing followed by chemical ionization mass spectrometry;
– Compare incorporation of different labeled precursors into fatty acids;
– Perform relevant statistical analyses;
– Co-author publications resulting from these experiments.

Relevant literature:
Visser B, Alborn HT, Rondeaux S, Haillot M, Rebar D, Hance T, Riederer JM, Tiso S, Eldijk TJB, Weissing FJ & Nieberding CM. Phenotypic plasticity explains apparent reverse evolution of fat synthesis in parasitic wasps. Scientific Reports 11: 7751.

Visser B*, Le Lann C*, Nieberding CM, Lammers M, Hahn DA, Enriquez T, Scheifler M, Harvey JA & Ellers J. Biological relevance unites, semantics divides: a comment on Ruther et al (2021). The comment is available on EcoEvoRxiv. 

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. Un email de contact est disponible: thomas.enriquez@uclouvain.be

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