Thèse OT-22080

Thèse : Développement d’approches adaptées pour la modélisation des flux métaboliques à partir de données d’exométabolomique cinétiques dans la perspective de l’implémentation du concept de Jumeau Numérique en toxicologie.

31027 TOULOUSE

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Contexte et enjeux de la thèse : De nombreux composés chimiques présents dans l'alimentation sont fortement suspectés être des perturbateurs métaboliques, capables d'induire des modulations métaboliques contribuant très probablement au développement de pathologies telles que l'obésité, le diabète de type II et la stéatose hépatique. L'enjeu de ce projet de thèse sera de développer un modèle in silico du réseau métabolique hépatique dans le but d'explorer les effets métaboliques induits par l'exposition aux contaminants alimentaires (CA), en se focalisant sur l'analyse de la dynamique de mise en place des perturbations métaboliques. Ce projet s'appuiera sur des approches de modélisation systémique, notamment de modélisation sous contraintes dédiées pour l'analyse des flux dans les réseaux métaboliques, et des données cinétiques d'exométabolomique. L’objectif sera de proposer une approche de modélisation adaptée pour répondre aux spécificités et limites des données d’exométabolomique, ce qui impliquera notamment d’ajuster la complexité du modèle métabolique (nombre de réactions modélisées) à des données (nombre de métabolites mesurés) parcellaires et d’affiner les méthodes d’analyse pour prendre en compte les aspects cinétiques. Le modèle développé devra permettre d'apporter des éléments de réponse afin de comprendre si et comment les modulations du métabolisme hépatique induites par l'exposition à un CA sont susceptibles d'empêcher une réponse métabolique adaptée dans une situation de stress nutritionnel, comme par exemple des surcharges lipidiques et/ou glucidiques telles qu'observées dans les régimes occidentaux dits "obésogènes". Par ailleurs, la stratégie de suivi en temps réel et de modélisation du métabolisme qui sera mise en place dans ce projet est une étape essentielle dans l'objectif d’implémenter le concept de Jumeau Numérique pour répondre à des questions de toxicologie alimentaire, mais également à des problématiques plus larges dans le domaine de la santé ou des biotechnologies.

Vous serez accueilli(e) au sein de l'unité TOXALIM (INRAE, centre de recherche Occitanie-Toulouse) dans l'équipe de recherche MeX (Métabolisme et Xénobiotique).

L’équipe MeX développe depuis plusieurs années des méthodes bio-informatiques afin d’étudier, à l’échelle d’une cellule ou d’un tissu, les modulations métaboliques. Ces approches reposent sur la modélisation du métabolisme sous forme de réseau métabolique (modélisation sous contraintes et algorithmes de graphes). Ces développements sont réalisés à partir de données omiques (en particulier métabolomiques et transcriptomiques). Les approches développées au sein de l’équipe sont appliquées à l’étude des composés chimiques pouvant être retrouvés dans les aliments (e.g. Bisphenol A) afin d’identifier leurs effets métaboliques. L’équipe est constituée d’une vingtaine de scientifiques, incluant des biologistes/toxicologues/biochimistes et des bio-informaticiens (actuellement 5 permanents et 7 CDDs et doctorants).

Le projet de thèse sera co-encadré par Nathalie Poupin (CRCN, département AlimH, équipe MeX) et Pierre Millard (CRCN, département MICA, équipe MetaSys). Il est adossé au projet emblématique jumeau numérique du métaprogramme DIGIT-BIO : https://digitbio.hub.inrae.fr/rubriques-verticales2/nos-actions/projets-phares/projet-emblematique-hepato-twin-2024-2028

Formations et compétences recherchées

Master/Ingénieur (Bac+5)

Formation recommandée : Master ou équivalent en bio-informatique, biologie des Systèmes.

Connaissances souhaitées : langages de programmation tels que Python, R ou Matlab, calcul matriciel et optimisation linéaire, statistiques univariées / multivariées

Expérience appréciée : connaissance des réseaux métaboliques et de la métabolomique

Aptitudes recherchées : aptitude au travail en équipe, autonomie et curiosité scientifique, solides compétences en communication (avec la capacité de transmettre des informations techniques de manière rigoureuse et de rendre les outils développés accessibles à une large communauté : le candidat travaillera en collaboration étroite avec plusieurs équipes dans des disciplines différentes).

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

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Référence de l'offre

  • Contrat : Thèse
  • Durée : 36 mois
  • Début du contrat : 01/10/2024
  • Rémunération : 2 100€ brut / mois
  • N° de l'offre : OT-22080
  • Date limite : 14/06/2024

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