Description du sujet de thèse

Les gènes des organismes vivants sont régulés par des protéines, dont les facteurs de transcription qui ont un rôle clé. Ces facteurs peuvent former des complexes pour réguler de nouveaux gènes ou modifier la régulation de gènes déjà ciblés. Cependant, la connaissance de ce phénomène, du nombre de complexes, de l'identité des partenaires et de leur liaison à l'ADN reste limitée, particulièrement chez les plantes.

Ce projet vise à développer un modèle bioinformatique pour prédire l’existence de complexes de facteurs de transcription régulant l’expression des gènes chez la plante Arabidopsis thaliana. Le modèle sera ensuite utilisé pour vérifier l'existence des complexes prédits, leur liaison à l'ADN et leurs gènes cibles.

Le modèle sera développé en intégrant des indices provenant de différents types de données génomiques, comme la liaison commune des facteurs sur des régions promotrices, les motifs et combinaisons de motifs ADN, la co-expression des facteurs, les gènes cibles communs et la co-évolution des résidus d’acides-aminés entre les facteurs formant le complexe. L'apprentissage automatique sera utilisé pour ajuster les paramètres du modèle et optimiser les prédictions.

Les interactions prédites par le modèle seront explorées pour comprendre la formation des complexes, leur liaison à l'ADN et leurs gènes cibles. Les résultats seront représentés sous forme de réseau d'interaction pour tous les facteurs de transcription d'Arabidopsis thaliana, et mis à disposition de la communauté scientifique. Le modèle pourra également être appliqué à d'autres espèces de plantes comme le riz et le maïs, offrant ainsi un gain de temps considérable par rapport aux méthodes classiques de détection des complexes.

Contexte de travail

La thèse se déroulera dans une unité grenobloise, le LPCV (Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Unité Mixte de Recherche CNRS, INRAE, CEA et Université Grenoble Alpes). L'équipe d'accueil (Flo_Re) étudie le programme développemental qui entraine la formation de la fleur, avec un intérêt particulier pour la fonction et l'histoire évolutive de régulateurs clés, essentiellement des facteurs de transcription (TF). Les connaissances en matière de liaison TF-ADN acquises sur ces facteurs clés sont appliquées à l'ensemble des facteurs de transcription d'Arabidopsis, notamment à travers le sujet de thèse proposé ici.

Contraintes et risques

Le projet ne présente aucune exposition à des risques particuliers.