Thèse : Caractérisation des bases moléculaires de la spécificité des races bovines françaises à l’aide d’approches de type « signatures de sélection » et « génomique translationnelle inter-raciale »

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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

Vous serez accueilli(e) dans l’équipe GBoS (Genetics for Bovine sustainability) au sein de l’unité Génétique Animale et Biologie Intégrative (UMR-1313 GABI ; https://www6.jouy.inrae.fr/gabi) et dans l’équipe CHAMADE (Caractérisation et Gestion de la diversité génétique) au sein de l’unité Génétique Physiologie et Systèmes d’Elevage (GenPhySE ; https://genphyse.toulouse.inra.fr/). La direction de thèse sera assurée par Mekki Boussaha et Aurélien Capitan et la thèse sera co-encadrée par Pascal Croiseau et Pierre Faux.

Les recherches de l'équipe CHAMADE permettent de comprendre et modéliser la diversité génétique, sa contribution à la variabilité phénotypique et son impact sur la réponse à la sélection chez les animaux d’élevage.

L'équipe GBoS conduit des travaux sur l'analyse de la variabilité génétique et sur son exploitation en sélection génomique. Les recherches menées visent à contribuer à la durabilité de la production bovine dans ses dimensions économique, sociale et environnementale. Les travaux reposent largement sur le séquençage à haut débit et sur une base de séquences génome entier (WGS) pour 1381 animaux issus de 31 races bovines Françaises (RBF). Cette base de données privée est constamment enrichie par les génomes produits dans le cadre de divers projets. A l’horizon d’un an, environs 500 nouveaux génomes dont une cinquantaine issue d’au moins 5 RBF supplémentaires s’y ajouteront. L’équipe a aussi accès aux données de séquences de 6271 bovins du consortium international 1000 Bull Genomes (5206 Bos taurus, 985 Bos indicus et 80 « Outspecies » tels les bisons, yaks, etc.). Ce dispositif a permis d’identifier plus de 151 millions de variants génétiques de type SNP (single nucleotide polymorphism) et InDel (insertion & délétion de petite taille) uniformément répartis sur l’ensemble du génome bovin. Cette base, unique par sa richesse, représente un outil très puissant pour cartographier finement des régions génomiques soumises à ces forces de sélection. En comparant ces régions entre races, nous aurons ainsi la puissance nécessaire pour identifier des mutations potentiellement causales. Nous pourrons alors prévoir de caractériser l’effet de certains variants causaux fixés dans des races en exploitant les races dans lesquelles ils ségrégent encore et les grands jeux de données de pedigree, génotype sur puce à SNP et de performance générée en routine à l’échelle française à des fins de sélection et gestion des populations.

Dans ce projet de thèse, il s’agira d’exploiter les jeux de données génomiques à très haute densité disponible pour les races bovines françaises afin de répondre à plusieurs questions scientifiques majeures, à l’interface entre génétique des populations, génomique fonctionnelle et bio-informatique :

• Quelle est l’organisation génétique des races bovines françaises ?
• Le doctorant s’attachera à caractériser la structure de population, les relations phylogénétiques entre races, ainsi que les événements d’admixture, anciens ou plus récents, qui ont façonné leur diversité actuelle.
• Quelles régions du génome portent la trace de la sélection artificielle ou naturelle ?
• À partir d’approches de type signatures de sélection, il s’agira d’identifier les régions du génome soumises à des pressions sélectives, dans une trentaine de races françaises, et d’en comparer les profils.
• Quels variants génétiques, potentiellement causaux, ont été sélectionnés et quels caractères influencent-ils ?
• Le doctorant cherchera à isoler les variants candidats au sein des régions détectées, à prédire ou tester leur effet sur des phénotypes d’intérêt (production laitière, caractéristiques morphologiques, adaptation), en tirant parti des données de phénotypes, de génotypes sur puces SNP, de séquences WGS et de pedigrees.
• Comment valoriser ces connaissances au service de la sélection et de la traçabilité ?
• Un volet important du travail consistera à contribuer au transfert technologique des résultats, via le développement de panels de marqueurs utilisables pour :
• l’assignation raciale,
• le contrôle d’origine de produits sous appellation (AOP, IGP),
• la sélection ou l’introgression ciblée de variants d’intérêt.

 Vous serez plus particulièrement en charge de :

• Analyser la structure de population et étudier les relations phylogénétiques entre les races bovines françaises ainsi que les évènements d’admixture anciens et plus récents ;
• Identifier les signatures de sélection dans une trentaine de races bovines Française ;
• Identifier les variants causaux au sein des régions génomiques sous pression de sélection et évaluer leur impact sur des phénotypes d’intérêt (données liées à la production laitière, traces de sélection, caractéristiques morphologiques, …).

Le projet de thèse proposé permettra de mettre en évidence les variants génétiques qui font la richesse, la force et l’originalité des races bovines Françaises, de décrire leurs effets sur les caractères, et de permettre leur utilisation à des fins de sélection, de conservation ou de mise en valeur des produits.

Le doctorant réalisera sa thèse sur le site de Jouy-en-Josas, avec des échanges fréquents avec l’unité GenPhySE à Toulouse. Pour cela des visioconférences seront organisées tous les 15 jours avec le doctorant et ses co-encadrants. Les collaborateurs du projet participeront très régulièrement à ces réunions selon l’avancement de la thèse. Par ailleurs, le doctorant se déplacera plusieurs fois à Toulouse pour des séjours pouvant durer une à deux semaines en fonction des besoins.

Les outils bio-informatiques dédiés à l’étude sont accessibles à partir de la plateforme genotoul-bioinfo. Les pipelines développés durant la thèse seront immédiatement mis à disposition sur la plateforme genotoul-bioinfo et seront utilisables pour l’analyse de génomes d'autres espèces, étendant considérablement l'impact des résultats du projet.

Prévoir quelques déplacements et courts séjours entre les 2 centres INRAE de Jouy-en-Josas et de Toulouse. 

Formations et compétences recherchées

• Formation recommandée : Master ou équivalent (Bac +5) en bio-informatique
• Connaissances souhaitées : génétique et génomique chez les eucaryotes
• Expérience appréciée : analyses bio-informatiques des séquences génomiques haut débit
• Aptitudes recherchées : Avoir un intérêt particulier pour la génétique et la génomique animale, avoir une expérience en programmation (en langage python et R) et des connaissances pratiques avec des clusters de calcul, aptitude à la rédaction d'articles scientifiques et la communication orale. Bonne maitrise de l'anglais requise.

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

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation