Propositions de sujets de recherche dans le cadre du concours

Propositions de sujets de recherche dans le cadre du concours 2017 des bourses de thèse de l’Ecole
Doctorale Sciences de la Vie, Santé, Agronomie, Environnement (SVSAE) de Clermont-Ferrand
http://edsvs.univ-bpclermont.fr/?p=35
Laboratoire Microorganismes : Génome et Environnement (LMGE), UMR CNRS 6023
Université Clermont Auvergne (UCA)
http://www.lmge.univ-bpclermont.fr/
Directeur du laboratoire - Télesphore SIME-NGANDO
telesphore.sime-ngan[email protected]

SUJET : Processus de dispersion d’un biofilm à Klebsiella pneumoniae
Directeur de thèse : Damien BALESTRINO, MCU-HDR
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Les biofilms, agrégats bactériens composés de cellules organisées en communautés et entourées d’une
gangue protectrice, représentent le mode de vie privilégié des bactéries dans la nature. Leur
développement est un processus séquentiel complexe qui conduit à la formation de structures
tridimensionnelles à partir desquelles se détachent des microorganismes. Cette dernière étape,
appelée dispersion, est d’un intérêt particulier puisqu’elle permet aux bactéries de disséminer et de
coloniser d’autres surfaces ; les mécanismes moléculaires mis en jeu restent cependant méconnus.
Nous avons récemment montré que les bactéries Klebsiella pneumoniae issues de la dispersion
présentent un profil transcriptionnel unique, différent de ceux des formes planctonique et biofilm
(Guilhen et al., 2016). De plus, des résultats préliminaires indiquent que ces bactéries présentent
également des propriétés spécifiques notamment en terme de virulence. Le projet de thèse à pour but
d’identifier de façon exhaustive les gènes potentiellement impliqués dans le processus de dispersion
en utilisant les données de transcriptomiques établies. Leur rôle sera ensuite confirmé via la création
et l’analyse de mutants de délétion ou de surexpression dans des modèles in vitro. La détermination
du phénotype des bactéries dispersées complétera cette approche, via la détermination dans des
modèles expérimentaux in vitro et in vivo, de leurs propriétés d’adhésion, de colonisation et de la
réponse immunitaire engendrée.
Guilhen, et al. (2016). Transcriptional profiling of Klebsiella pneumoniae defines signatures for
planktonic, sessile and biofilm-dispersed cells. BMC Genomics. 17(1):237

SUJET : Exploration de la diversité et du rôle des Archaea non cultivées dans les écosystèmes lacustres
Directeur de thèse : Didier DEBROAS, PR-HDR
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Dans les année 90, la phylogénie des Archaea comprenait uniquement des organismes cultivés
(hyperthermophiles, halophiles et méthanogènes) séparés en 2 phyla : les Crenarchaeota et les
Euryarchaeota. Des études récentes basées sur du séquençage haut-débit de génomes
(métagénomique) ou d’un marqueur phylogénétique (metabarcoding) ont mis en évidence une
diversité insoupçonnée qui a révolutionné la phylogénie de ce domaine. Ainsi, les Thaumarchaeota,
Aigarchaeota, Crenarchaeaota et Korarchaeota constituent maintenant un superphylum appelé
TACK et de nouveaux phyla, comme les Bathyarchaeota, ont été découverts (Castelle et al. 2015).
L’exploration des métabolismes de ces nouveaux taxa a aussi permis de mettre en évidence des
métabolismes originaux et soulève de nouvelles interrogations quant à la diversité des Archaea
impliquées, par exemple, dans la méthanogénèse (Evans et al. 2015). Cependant, peu d’études se sont
intéressées aux écosystèmes lacustres qui hébergent des groupes d’Archaea aux métabolismes encore
inconnus dans les zones anoxiques mais aussi oxygénées (Grossart et al. 2011 ; Hugoni et al. 2015). Le
travail de thèse s’appuiera sur les données acquises ou en cours d’acquisition dans le cadre de l’ANR
EUREKA et se fera en étroite collaboration avec les laboratoires du consortium. Les candidatures de
microbiologistes tout autant que celles de bioinformaticiens seront considérées pour cette thèse.
Hugoni M, et al. Structure of the rare archaeal biosphere and seasonal dynamics of active ecotypes in
surface coastal waters. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013.
Hugoni M, et al.. Temporal dynamics of active Archaea in oxygen-depleted zones of two deep lakes.
Environ Microbiol Rep. 2015.

SUJET : Impacts de facteurs de stress (pesticides et pathogènes) sur le microbiote intestinal et les
réserves énergétiques de l’abeille mellifère
Directeur de thèse : Frédéric DELBAC, PR-HDR
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Plusieurs études suggèrent que les surmortalités d’abeilles observées ces dernières décennies sont
le résultat d’interactions entre plusieurs facteurs de stress. En effet, l'activité de butinage des abeilles
les expose simultanément à de nombreux contaminants chimiques et agents infectieux. Nos travaux
de recherche portent en particulier sur les interactions entre le parasite Nosema ceranae, un des
parasites les plus fréquemment rencontrés chez les abeilles, et des contaminants chimiques
(insecticides et fongicides) à faible dose.
Le projet de thèse a pour but d’étudier l’impact de ces stresseurs, seuls ou en cocktail, sur (i) le
microbiote intestinal et (ii) les réserves lipidiques de l'abeille mellifère. L'évolution du microbiote
intestinal (procaryote et fongique) sera menée par des approches de métagénomique et d’hybridation
in situ, sur des abeilles élevées en laboratoire et sur des colonies maintenues en conditions semi-
contrôlées sous tunnels. L’impact de ces stresseurs sur les réserves de lipides sera évalué par des
approches in vitro en cultures de cellules et in vivo chez l’abeille. Le programme ANR MIXTRESS et un
projet financé par la fondation Rovaltain permettront de soutenir ce travail.
• Aufauvre et al. (2014) Transcriptome analysis of the honeybee response to Nosema ceranae and
insecticides. PLoS ONE. 9:e91686.
• Vidau et al. (2014) Differential proteomic analysis of midguts from Nosema ceranae-infected
honeybees reveals manipulation of key host functions. Journal of Invertebrate Pathology, 121:89-96.

SUJET : Décryptage des mécanismes d’adhésion des microsporidies à leurs cellules-hôtes
Directeur de thèse : Hicham EL ALAOUI, MCU-HDR
[email protected]
Les microsporidies sont des parasites eucaryotes unicellulaires apparentés aux champignons. Chez
l’homme, les microsporidies sont considérées comme des pathogènes émergents, et plusieurs espèces
parasitent des animaux d’intérêt économique, entraînant des pertes importantes.
L’infection nécessite une étape d’adhésion préalable des microsporidies à la surface des cellules-hôtes.
Plusieurs études ont montré que cette adhésion était médiée par des glycanes sulfatés. Ainsi plusieurs
analogues de glycanes ont montré leurs propriétés antimicrosporidiennes notamment par leur
capacité à interférer avec l’adhésion. Le projet de thèse vise ainsi à (i) caractériser le mécanisme
d’action des analogues de glycanes, (ii) caractériser les protéines de surface des spores
microsporidiennes impliquées dans l’adhésion aux cellules-hôtes et (iii) identifier les glycanes ciblés
par les parasites. Ce travail sera réalisé sur un modèle cultivé au laboratoire.
Plusieurs analogues de glycanes seront évalués pour leur capacité d’interaction aux protéines
parasitaires de surface. Ces protéines seront sélectionnées par une approche bio-informatique en
utilisant les algorithmes de prédiction de localisation pariétale (SignalP, WoLF PSORT) et leur
localisation sera validée expérimentalement. Des études d’interaction de ces protéines avec les
analogues de glycanes seront réalisées par la méthode de titration calorimétrique isotherme (ITC pour
Isothermal Titration Calorimetry). Des approches d’ARN interférence permettront de confirmer le rôle
de ces protéines parasitaires dans l’adhésion. Ce projet permettra ainsi de mieux comprendre les
processus d’adhésion des microsporidies à leurs cellules-hôtes.
Panek et al. Plos ONE, 2014, 9(6):e100791.
Roussel et al. Carbohydrate Polymers, 2015, 133:213-20.