Maxime ARQUE

Sujet de thèse : Dynamique des pan-génomes et partage de fonctions au sein des communautés microbiennes aquatiques

Résumé du projet de thèse : Les populations bactériennes aquatiques évoluent dans un environnement dans lequel les ressources sont limitées. Ainsi, ces bactéries ont développé des traits visant à limiter leurs besoins « nutritionnels » : cellules de petite taille, génome réduit (< 2Mb), des capacité métaboliques limitées. Auxotrophes pour certaines métabolites, elles dépendent des microorganismes capables produire ces dernières au sein de la communauté. Cette dépendance compensé par une « minimisation de leurs coûts de fonctionnement » leur permettant d’être « globalement plus performantes » dans l’écosystème et d’assurer leur « succès évolutif » (hypothèse de la “Reine Noire” ou BQH). Ces bactéries se caractérisent par des pangénomes ouverts. Dans la mesure où le génome accessoire conditionne le potentiel fonctionnel et adaptatif des populations microbiennes dans les écosystèmes, l’étude de ce dernier peut nous éclairer sur les contraintes biotiques et abiotiques qui s’appliquent sur les populations microbiennes aquatiques et nous permettre d’appréhender les mécanismes à l’origine des processus de réduction de génome et de coexistence d’écotypes dans un contexte de BQH. Pour mieux appréhender le rôle fonctionnel des populations microbienne dans les écosystèmes aquatiques, ce projet de thèse vise à i) caractériser les relations de dépendance métabolique qui existent entre les différents acteurs des communautés microbiennes aquatiques et ii) comprendre les processus associés à la dynamique des génomes accessoires qui sous-tendent l’émergence ou la disparition de fonctions biologiques chez ces derniers. Cette problématique sera abordée via l’exploitation bio-informatique de données génomiques pour deux taxa modèles (Prochlorococcus et Nanopelagicales) et les métagénomes associés (données acquises). Gardon et al. (2020) A drift-barrier model drives the genomic landscape of a structured bacterial population. Mol Ecol - DOI: 10.1111/mec.15628