Missions

La photosynthèse eucaryote est assurée par les plastes, organites issus d'une endosymbiose primaire avec un ancêtre cyanobactérien qui a donné naissance aux algues vertes et aux plantes terrestres (ensemble Viridiplantae), aux algues rouges et aux algues glaucophytes (Archibald 2015). Ces événements ont été suivis par des transferts massifs de gènes des progéniteurs plastidiques vers le noyau de l'hôte. La réimportation des produits de ces gènes, désormais traduits dans le cytosol mais fonctionnant dans l'organite, a été l'un des enjeux majeurs rencontrés par l'endosymbionte. Cette importation repose sur les peptides d’adressage aux organites (oTP) situés à l'extrémité N-terminale de la plupart des protéines adressées aux organites. Ces oTPs permettent le passage à travers l'enveloppe de l'organite, avant d'être clivés après l'importation par des peptidases de traitement et ensuite dégradés par des oligopeptidases. La question de savoir comment les produits protéiques des gènes relocalisés dans le noyau ont acquis une séquence de ciblage permettant leur importation dans l'organite et comment les progéniteurs de l'organite ont acquis la machinerie d'importation correspondante est fascinante. Nous avons récemment remis en question l'hypothèse selon laquelle la machinerie d'importation des protéines de l'organite provenait de la cooptation d'un ancien mécanisme de résistance bactérienne contre les peptides antimicrobiens (AMP) (Wollman 2016 ; Caspari et Lafontaine 2021). Nous avons caractérisé les similarités physico-chimiques des oTPs et des peptides antimicrobiens (AMP) et nous avons validé leur complémentation fonctionnelle (Garrido et al. 2020). Nous avons également determine les résidus clés impliqués qui ont pu permettre une transition depuis la fonction antimicrobienne jusqu’à la fonction d’adressage (Caspari et al. 2023) et nous avons également retracé l'histoire evolutive des peptidases impliquées dans la dégradation des oTP (Garrido et al. 2022).
L'objective du présent projet est de retracer l’histoire évolutive et comparative des canaux de translocations au sein de la mitochondrie (TOM/TIM translocase of the outer/inner membrane) et du chloroplaste (TOC/TIC, translocon on the outer/inner chloroplast membrane) au travers desquels les protéines sont importées au sein de ces organites ; ainsi que des systèmes de translocations bactériens impliqués dans la résistance aux AMP.
Dans cette perspective évolutive, elle/il revisitera l'évolution du cycle de Calvin-Benson (CBC) vers une augmentation de son activité de fixation du CO2. À cette fin, le candidat déduira les séquences ancestrales des enzymes du CBC, afin que les expérimentateurs conçoivent des souches de deux organismes modèles portant ces séquences ancestrales, qui subiront une évolution dirigée et seront sélectionnées pour leur aptitude accrue. Il/elle analysera également les trajectoires mutationnelles des souches évoluées.

Activités

- Réaliser une bibliographie exhaustive des complexes TIC/TOC, TOM/TIM et des translocons bactériens impliqués dans la résistance aux peptides antimicrobiens.
- Retracer l’histoire évolutive et comparative de ces trois systèmes protéiques
- Effectuer des analyses phylogénétiques sur les enzymes du CBC
- Analyser l’évolution de la structure des génomes d’une population de microalgues au cours d’une expérience d’évolution expérimentale
- Encadrement de stagiaires de M2 possibles

Compétences

Savoirs/Connaissances :
- Connaissances générales en bioinformatique
- Connaissance approfondie en génomique comparative et évolution des génomes
- Connaissances approfondies en analyse de données NGS
- Connaissances en biologie évolutive
- Maîtrise de l’anglais scientifique (lecture et rédaction)
- Connaissances de base en génétique
- Une expérience préalable en méthodes d’apprentissage machine sera un plus

Savoir-faire :
- Concevoir et mettre en œuvre les protocoles expérimentaux
- Capacités d'analyse et de restitution des informations (tenue d'un cahier de laboratoire, préparation de tableaux de synthèse des résultats, préparation de présentations orales).
- Préparer des articles pour publication dans des revues internationales à comité de lecture

Savoir-être
- Innovation, rigueur et fiabilité dans l'exécution du travail.
- Sens de l'organisation.
- Aptitude à travailler en équipe

Contexte de travail

Le travail sera mené au sein du laboratoire d’accueil UMR7141 “Biologie du Chloroplaste et Perception de la lumière chez les microalgues”, dirigé par Dr. Angela Falciatore à l’Institut de Biologie-Physico-chimique à Paris (http://www.ibpc.fr/UMR7141/en/home/). Ce laboratoire, situé au cœur du quartier latin regroupe un peu plus de 30 personnes dont 19 membres statutaires. Il aborde des questions clés sur la biologie, l’évolution et l’écologie des micro-algues en se concentrant sur différentes espèces modèles (p. ex. Chlamydomonas reinhardtii et Phaeodactylum tricornutum) et sur des espèces phytoplanctoniques d’importance écologique, étudiés avec des approches écophysiologiques, biophysiques, biochimiques, génomiques et génétiques. Le projet se fera sous la direction de Ingrid Lafontaine.