Thèse Transferts Horizontaux de Gènes Bactériens dans les Génomes Eucaryotes Implications Fonctionnelles et Évolutives chez les Tiques H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier
École doctorale : GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Laboratoire de recherche : MIVEGEC - Maladies Infectieuses et Vecteurs : Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle
Direction de la thèse : Olivier DURON ORCID 000000027426782X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-07T23:59:59

Les transferts horizontaux de gènes (THG) constituent un mécanisme fondamental de l'innovation évolutive, permettant l'acquisition rapide de nouvelles fonctions biologiques. Bien documentés chez les procaryotes, les THG sont désormais reconnus comme des processus non négligeables dans l'évolutio eucaryotes. Chez les tiques, arthropodes hématophages d'importance médicale et vétérinaire majeure, la fréquence, l'origine et la signification biologique de ces échanges génomiques avec leurs microorganismes associés demeurent toutefois largement méconnues.
L'objectif de ce projet de doctorat est d'explorer l'abondance, l'origine évolutive et le rôle fonctionnel des transferts horizontaux de gènes entre les tiques et leurs microbes associés, incluant des symbiotes intracellulaires et des agents pathogènes. Un exemple emblématique illustre le potentiel adaptatif de ces transferts : l'intégration dans le génome des tiques d'un gène bactérien codant une amidase (dae2), exprimée dans la salive et le tube digestif des tiques, conférant une protection contre les microbes cutanés des hôtes vertébrés sur lesquels se nourrissent les tiques. Toutefois, au-delà de ce cas isolé, la diversité et la contribution biologique de ces insertions génomiques bactériennes restent largement inexplorées.
Les tiques hébergent une grande diversité de bactéries symbiotiques, dont certaines jouent un rôle essentiel dans leur développement, leur reproduction et leur survie, notamment via la synthèse de nutriments comme les vitamines B. Ces symbiotes, transmis maternellement, représentent une part importante de l'information génétique héritée et sont étroitement intégrés à la physiologie et à l'évolution des tiques. Certains de ces symbiontes, comme les Midichloria, ont évolué un mode de vie intra-mitochondrial unique, sans équivalent hors des tiques. Nos analyses génomiques préliminaires ont déjà mis en évidence la présence d'insertions génétiques d'origine symbiotique dans les génomes de tiques. Il s'agit notamment d'éléments génétiques issus de bactéries intracellulaires (Francisella, Spiroplasma et Midichloria), ainsi que de potentielles intégrations issues de Babesia, un parasite protozoaire transmis par les tiques.
Ce projet s'appuiera sur des approches de bioinformatique et de génomique comparative afin d'analyser de multiples génomes de tiques, incluant des génomes de référence accessibles dans les bases de données publiques et des génomes inédits produits par notre équipe. Les objectifs spécifiques sont : (i) identifier et cartographier les insertions génomiques d'origine bactérienne dans les génomes de tiques, (ii) retracer leur histoire évolutive, (iii) évaluer leur conservation structurale et fonctionnelle, et (iv) déterminer les régimes de sélection auxquels ces gènes sont soumis. L'étude visera en particulier à prédire leur implication potentielle dans des fonctions biologiques clés telles que le métabolisme, l'immunité ou la reproduction.
Ce travail de thèse contribuera à une meilleure compréhension des interactions évolutives entre tiques et microorganismes, à l'interface de la biologie évolutive, de la génomique et de la biologie des vecteurs. À plus long terme, les résultats pourraient éventuellement ouvrir de nouvelles perspectives pour le contrôle des tiques et des maladies qu'elles transmettent, avec des retombées potentielles dans le cadre d'une approche intégrée 'Une Seule Santé' ('One Health').

Les transferts horizontaux de gènes constituent un processus majeur de l'évolution, bien établi chez les procaryotes et de plus en plus reconnu chez les eucaryotes. Chez les arthropodes vecteurs, et en particulier chez les tiques, ces phénomènes restent encore peu documentés alors même que ces organismes entretiennent des interactions étroites et durables avec une grande diversité de microorganismes symbiotiques et pathogènes.
Les tiques représentent un modèle biologique d'intérêt majeur en biologie évolutive, en écologie des interactions hôte-microorganismes et en santé humaine et animale. Comprendre comment les échanges génétiques entre tiques et microbes peuvent contribuer à leur adaptation, à leur physiologie et à leur rôle de vecteurs constitue un enjeu scientifique important à l'interface de la génomique, de l'évolution et de la biologie des systèmes hôtes-symbiotes. Ce projet s'inscrit pleinement dans les thématiques de l'ED GAIA, en abordant les mécanismes évolutifs façonnant les interactions entre organismes et leur environnement biologique.

L'objectif principal de ce projet est d'identifier et de caractériser les transferts horizontaux de gènes entre les tiques et leurs microorganismes associés, afin de comprendre leur rôle fonctionnel et évolutif. Les objectifs spécifiques incluent : (i) cartographier les insertions génomiques d'origine microbienne dans les génomes de tiques, (ii) retracer leur histoire évolutive et (iii) évaluer leur implication dans des fonctions biologiques clés telles que le métabolisme, l'immunité ou la reproduction.

Ce projet s'appuiera sur des approches de bioinformatique et de génomique comparative pour analyser des génomes de tiques, incluant des génomes de référence et des génomes inédits produits par l'équipe. Les analyses viseront à identifier les insertions génomiques d'origine microbienne, retracer leur histoire évolutive et évaluer leur conservation et leur rôle fonctionnel. Les outils comprendront l'annotation génomique, les analyses phylogénétiques et les tests de sélection.