Etablissement Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments
École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l’appliqué
Spécialité Chimie des substances naturelles
Unité de recherche Institut de Chimie des Substances Naturelles
Encadrement de la thèse Véronique EPARVIER
Financement du 01-10-2023 au 30-09-2026 origine Ecole doctorale Employeur Université Paris-Saclay
Début de la thèse le 1 octobre 2023
Date limite de candidature (à 23h59) 1 avril 2023
TITRE /TITLE
Ecologie et rôle des microorganismes associés aux termites
Ecology, evolution and role of microorganisms associated with termites
Mots clés – Keywords
Métabolomique, Holobionte, Occurence, Termites, Antimicrobiens, Génomique
Metabolomic, Holobiont, Occurence, Termites, Antimicrobial, Genomic
Description de la problématique de recherche – Project description
Les insectes sont associés à une très grande variété de formes de vie microscopiques. En effet, ces insectes sociaux vivent dans des espaces confinés, avec une forte densité de population, des interactions fréquentes, une homogénéité génétique et un environnement homéostatique. Tous ces facteurs devraient favoriser la transmission d’agents infectieux, en particulier des champignons ou bactéries pathogènes. Cependant, il semble que cela n’altère pas la viabilité des colonies de termites. L’étude des termites comme holobionte a été jusqu’à présent peu explorées ce qui ouvre un potentiel important d’identification de composés impliqués dans les interactions biotiques. Lors d’une investigation menée précédemment par l’ICSN sur la recherche de composés antimicrobiens, un travail d’isolement de souches associées à des termites a permis d’obtenir 6 souches fongiques du genre Pseudallescheria. Nous avons démontré que ces champignons produisent entre autres des composés antifongiques, et laisse à penser la possibilité d’autres occurrences dans les mutualismes termite/microorganisme. Ainsi, ce projet vise dans un premier temps à caractériser les communautés de microorganismes symbiotiques des termites de Guyane française. Dans un second temps l’étude du métabolome de l’holobionte « colonie de termite/microorganisme » sera effectuée afin d’identifier de possibles occurrences de composés produits pouvant avoir un rôle putatif dans la protection de l’ensemble des termitières étudiées. In fine les métabolites des souches occurentes identifiées comme protégeant les colonies contre les microbes de l’environnement seront testés sur des souches pathogènes humaines à des fins de valorisations. Insects are associated with a very wide variety of microscopic life forms. Indeed, these social insects live in confined spaces, with a high population density, frequent interactions, genetic homogeneity and a homeostatic environment. All these factors should favor the transmission of infectious agents, especially pathogenic fungi or bacteria. However, it seems that this does not alter the viability of termite colonies. The study of termites as holobionts has been little explored so far which opens up a significant potential for identifying compounds involved in biotic interactions.In a previous investigation conducted by ICSN on the search for antimicrobial compounds, an isolation of termite-associated strains yielded 6 fungal strains of the genus Pseudallescheria. We have demonstrated that these fungi produce, among others, antifungal compounds, and suggest the possibility of other occurrences in termite/microorganism mutualisms. Thus, this project aims first to characterize the communities of symbiotic microorganisms of termites in French Guiana. Secondly, the metabolome of the termite colony/microorganism holobiont will be studied in order to identify possible occurrences of compounds produced that could have a putative role in the protection of the termite nests studied. In fine, the metabolites of the occurring strains identified as protecting the colonies against environmental microbes will be tested on human pathogens for valorization purposes.
Thématique / Domaine / Contexte
The field of research activity is part of the broad field of natural substance chemistry. In this context we study interactions between organisms (micro and macro) in order to discover specialized metabolites of pharmacological interest but also to understand their ecological role. For this purpose, different methodological tools such as metabolomics and functional chemodiversity are developed. The aim of this research is to carry out integrated approaches for the study and valorization of specialized metabolites from original resources of natural substances. Chemical ecology; Functional chemistry; Metabolomic; Analytical chemistry; Chemistry of natural substances
Précisions sur l’encadrement – Details on the thesis supervision
Le doctorant sera encadré par V. Eparvier ICSN pour la partie analyses chimiques et co-encadré par J. Murienne d’EDB pour la partie génétique. Il suivra les enseignements proposés par l’ED au niveau de l’Université Paris-Saclay. Un comité de suivi de thèse sera nommé et validera les avancés du projet chaque années.
Conditions scientifiques matérielles et financières du projet de recherche
The following equipment is available at ICSN: LC and LC MS/MS, Droplet-Probe, Microbial Safety Station (MSS) for metabolomic analysis as well as extraction and isolation devices (Flash-LC and preparative LC) of metabolites and common NMR devices (6 devices of 300 Mhz and 950 MHz), Droplet-Probe. FTICR available at the Ecole Polytechnique.The EDB laboratory has a molecular biology platform with a service specialized in environmental DNA as well as all the equipment necessary to carry out the preparation of libraries for high-speed sequencing. A ddPCR apparatus is currently being acquired. The operational part of this project is financed by the AAP EC2CO Microbiome 2022-2025 (ROOMATE project) and by Labex CEBA 2022 (project ORTEFA)
Objectifs de valorisation des travaux de recherche du doctorant : diffusion, publication et confidentialité, droit à la propriété intellectuelle,…
Two to four rank 1 papers are planned on this topic. Two presentations at international conferences. The research group led by V. Eparvier focuses its research activity on the study of interactions between microorganisms and macroscopic hosts, in order to discover secondary metabolites of pharmacological and agrochemical interest. This group is specialized in the extraction, isolation and identification of specialized metabolites, with expertise in the isolation, culture and stimulation of microorganisms. This group has been studying termite-microorganism interactions since 2010 (https://icsn.cnrs.fr/recherche /sncm/chimie-fonctionnelle-ecologie-chimique/axes- de-recherche#symbioses) this research has resulted in numerous articles in peer- reviewed journals.
Profil et compétences recherchées – Profile and skills required
Master 2 de chimie, biotechnologie, pharmacologie, écologie chimique, pharmacien
Compétences
– Chimie analytique : Extraction de substances naturelles, préparation d’échantillons pour des analyses chimiques, analyses par spectrométrie de masse et chromatographie, maîtrise des techniques de préparation et d’analyse d’échantillons biologiques. Identification par RMN 1D & 2D.
– Informatique : maitrise d’outils d’analyse statistique, réseaux moléculaires, Python.
– Esprit d’équipe, autonome et rigoureux.
– métabolomique: utilisation des outils de déréplication et d’annotation.
– Des notions d’analyse génétique seraient un plus
– Coopérer avec autrui pour obtenir un résultat de travail en commun et /ou transférer du savoir-faire
– Aptitude à communiquer et à gérer les relations avec les interlocuteurs internes et externes techniciens, ingénieurs, doctorants, chercheurs
– Rédaction de compte-rendu d’expérience scientifique (méthodes, résultats…)
– Rigueur, autonomie et sens de l’organisation
– Lecture et compréhension de l’anglais technique
Master 2 in chemistry, biotechnology, pharmacology, chemical ecology, pharmacy
Skills
– Analytical chemistry: Extraction of natural substances, preparation of samples for chemical analysis, mass spectrometry analysis and chromatography, mastery of techniques for preparing and analyzing biological samples. Identification by 1D & 2D NMR.
– Metabolomics: use of de-replication and annotation tools.
– Ideally genetic notions
– Computer science: mastery of statistical analysis tools, molecular networks, Python.
– Team spirit, autonomous and rigorous.
– Cooperate with others to obtain a common work result and/or transfer expertise.
– Ability to communicate and manage relations with internal and external interlocutors – technicians, engineers, doctoral students, researchers…
– Writing of scientific experiment reports (methods, results…)
– Rigor, autonomy and sense of organization
– Reading and comprehension of technical English