Dans la lignée des grands programmes internationaux de séquençage tels que Darwin Tree of Life (dToL), Vertebrate Genomes Project (VGP) et European Reference Genome Atlas (ERGA), le projet ATLASea, PEPR copiloté par le CNRS et le CEA, vise à générer des génomes de référence pour 4 500 espèces marines. Le laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité (LBGB) du Genoscope (CEA, Institut François Jacob) est en charge de l'assemblage et de l'annotation de ces génomes, ainsi que d'analyses de génomique comparative. Dans ce cadre, nous proposons un stage de M2 visant à étudier l'évolution des familles multigéniques chez les mollusques et, plus particulièrement, la relation entre l'expansion de ces familles et leur organisation chromosomique. Le projet cherchera notamment à déterminer si les différents modes d'organisation des copies sont associés à l'ancienneté des expansions ou à l'histoire chromosomique des lignées. L'objectif sera d'identifier les familles de gènes présentant des expansions à différents nœuds de l'arbre phylogénétique, puis de caractériser l'organisation chromosomique des copies dans les espèces concernées. Une attention particulière sera portée à la conservation ou à la dispersion des familles au cours de l'évolution, en mettant leur localisation en regard des groupes de liaison ancestraux (ancestral linkage groups, ALGs) et des réarrangements chromosomiques. L'approche sera d'abord appliquée aux nudibranches, un groupe de mollusques encore peu exploré sur le plan génomique, afin de caractériser la diversité des trajectoires d'expansion des familles de gènes dans cette lignée, et pourra ensuite se poursuivre par une thèse. Profil recherché: Master 2 en génomique/bioinformatique. Connaissance des méthodes d'analyse de génomes et de génomique comparative. Maîtrise des outils bioinformatiques et langages de programmation utilisés dans le domaine de la génomique (Python, R, …). Connaissance du système Unix et de l'utilisation d'infrastructures de calcul. Un goût pour les analyses exploratoires serait un plus. Lieu du stage : Genoscope – LBGB, Evry (91) Encadrante : France Denœud Contact : stage_lbgb@genoscope.cns.fr Date de début : À définir entre février et mars 2027 Durée : 6 mois
Les interactions symbiotiques, qui vont du mutualisme au parasitisme, jouent un rôle majeur pour l'écologie et l'évolution des organismes marins. Quelques associations symbiotiques, comme chez les vers polychètes ou les coraux, ont été étudiées de façon extensive. Cependant, cela ne représente cependant qu'une faible proportion de la diversité des interactions symbiotiques dans le milieu marin, et une grande partie des micro-organismes impliqués dans ces interactions est encore inconnue ou mal décrite. Le projet ATLASea vise à séquencer et obtenir des génomes à l'échelle chromosomique pour 4500 espèces eucaryotes marines retrouvées sur les côtes françaises et appartenant à des groupes taxonomiques très variés (poissons, algues, éponges, crustacés ou mollusques par exemple). Ces données sont une superbe opportunité pour découvrir les symbiotes procaryotes et eucaryotes, séquencés en même temps que leur hôte, de ces espèces marines, et d'obtenir des génomes de qualité pour ces symbiotes. Il s'agit notamment de la seule façon de séquencer les micro-organismes qui ne peuvent pas être cultivés, comme les endosymbiotes et les parasites obligatoires. L'objectif du stage sera dans un premier temps d'effectuer le placement phylogénétique des symbiotes procaryotes et eucaryotes des espèces séquencées par le projet ATLASea, pour lesquelles les génomes de leur microbiome (sous forme de metagenome-assembled genomes, ou MAGs) ont déjà été assemblés en amont. Cette étape permettra de déterminer les taxons de microorganismes associés à différentes espèces d'hôtes, et potentiellement d'identifier des clades inconnus à ce jour. Dans un second temps, la ou le stagiaire comparera les cortèges de symbiotes au sein de groupes pertinents d'hôtes (entre éponges de mer, par exemple), afin d'identifier les symbiotes spécifiques d'un groupe donné ou ceux généralistes présents dans une large variété d'espèces. Les travaux de ce stage seront les bases pour de futures études de génomiques comparatives cherchant à élucider les mécanismes des interactions symbiotiques chez les mollusques. L'équipe d'accueil regroupe des compétences en assemblage et annotation de génomes et en génomique comparative. La ou le stagiaire s'appuiera sur des outils déjà mis en place ou en développement au sein de l'équipe. Mots-clés: symbiose, métagénomes, microbiome, phylogénétique Profil recherché : Master 2 ayant de solides bases en bioinformatique, connaissances en analyses de métagénomique et phylogénétique. La flexibilité serait un atout. Lieu du stage : Genoscope – LBGB, Evry (91) Encadrant : Yann Dussert Durée : 6 mois Date de début : À partir de février 2027 Contact : stage_lbgb@genoscope.cns.fr (Si besoin de plus d'informations, contacter ydussert@genoscope.cns.fr)
Description : Le programme ATLASea a pour objectif d'établir une collection d'environ 4500 génomes de référence à l'échelle chromosomique d'espèces marines, couvrant une large part de la diversité eucaryote présente dans les eaux métropolitaines et ultramarines françaises. La production de ces génomes repose sur une chaîne intégrée allant du séquençage à l'assemblage, la curation et l'annotation des génomes, avant leur diffusion dans les bases de données publiques internationales. Au sein du Genoscope, le Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité (LBGB) est notamment chargé de l'assemblage, de la curation et de l'annotation des génomes produits par ATLASea. La diversité taxonomique exceptionnelle des espèces étudiées, associée au nombre de génomes produits, constitue un jeu de données particulièrement adapté à l'évaluation à grande échelle de nouvelles méthodes d'annotation. Dans ce contexte, nous utilisons actuellement des approches conventionnelles de prédiction de gènes dans les assemblages de ces génomes. Ces méthodes intégrent différentes sources d'évidence biologique notamment des données de transcriptomique RNA-Seq) et la conservation de protéines entre espèces, afin de construire et de valider les modèles de génes. Ces approches sont aujourd'hui complétées, voir concurrencées, par de nouveaux outils fondés sur le deep learning, capables d'apprendre des modèles complexes de structure des gènes et de les utiliser pour prédire directement leur organisation dans les séquences génomiques. Ces méthodes présentent l'avantage de contourner l'inconvénient majeur des approches conventionnelles, à savoir la variabilité dans la qualité et l'abondance des ressources disponibles pour prédire les gènes dans un génome. Cependant, leurs performances dépendent fortement des données et des espèces utilisées pour entraîner les modèles. Leur capacité à généraliser à des organismes phylogénétiquement éloignés, ainsi qu'à des génomes présentant des caractéristiques très différentes en termes de taille, de composition, de structure des gènes ou de complexité, reste donc à évaluer. Cette question est particulièrement importante dans le contexte d'ATLASea, qui couvre une diversité taxonomique allant de nombreux groupes unicellulaires aux vertébrés. L'objectif de ce stage sera d'évaluer et de comparer ces nouvelles approches aux méthodes conventionnelles actuellement utilisées pour l'annotation des génomes de références produits dans le cadre du programme ATLASea. Le ou la stagiaire mettra en place un benchmark reproductible sur un ensemble représentatif de génomes couvrant différents groupes taxonomiques et présentant des caractéristiques génomiques contrastées. Les performances des différentes méthodes seront évaluées en terme de qualité et complétude des annotations produites Mots clés : Génomique, annotation de génome, deep learning, prédiction de gènes, Workflows, big Data, benchmark Technologies : linux, cluster de calcul HPC (slurm), python, docker, R, reproductibilité Profil recherché : Master 2 / Ecole d'ingénieur Lieu du stage : Genoscope – LBGB, Evry (91) Encadrant : Benjamin Noel Durée : 6 mois Contact : stage_lbgb@genoscope.cns.fr
