Thèse : Rôle des séquences virales endogènes dans la régulation des gènes de plantes et l'immunité antivirale.

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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

La thèse sera réalisée sur le site INRAE de Versailles (78), au sein de l’Institut Jean-Pierre Bourgin – Sciences du Végétal (IJPB), dans l’équipe « Analyse Génomique des Interactions Plantes-Parasites (AGIPP, https://ijpb.versailles.inrae.fr/equipes-de-recherche/analyse-genomique-des-interactions-plantes-parasites/presentation) qui utilise et développe des approches bioinformatiques pour étudier la coévolution des plantes avec leurs parasites. 

Contexte scientifique et objectifs de la thèse

Les séquences virales endogènes (EVE) résultent de l’intégration de fragments de génomes viraux dans l’ADN de leurs hôtes et constituent une archive unique des interactions passées entre virus et organismes. Chez les plantes, la majorité des EVE décrites appartiennent à la famille Caulimoviridae, seule famille de virus rétrotranscrits. Bien que dépourvus d’intégrase, ces virus laissent des traces abondantes dans les génomes de plantes vasculaires, sous la forme de séquences endogènes (ECV) qui peuvent atteindre plusieurs milliers de copies. L’étude des ECV a permis d’identifier de nouvelles lignées de Caulimoviridae et de reconstruire des scénarios d’évolution de cette famille virale sur plusieurs centaines de millions d’années, en mettant notamment en évidence une co-évolution étroite avec les plantes vasculaires (trachéophytes). Cependant, si leur intérêt comme témoins de l’évolution virale est bien établi, l’impact fonctionnel des ECV sur l’architecture et le fonctionnement des génomes végétaux reste encore très largement méconnu. Leur rôle potentiel dans la régulation de l’expression des gènes, dans la défense antivirale ou dans la génération de variabilité génomique exploitable reste à explorer, et l’étude de leur contribution éventuelle à l’acquisition de traits adaptatifs doit être approfondie. Le sujet de thèse proposé a donc pour objectifs principaux de caractériser le rôle des ECV dans la régulation des gènes et l’immunité antivirale chez les Solanaceae.

1/ Rôle des ECV dans la régulation des gènes : le premier objectif de la thèse sera de caractériser le potentiel des ECV comme source de régulation transcriptionnelle en identifiant, validant et testant expérimentalement leurs séquences promotrices. Des approches de génomique comparée, qui s’appuieront sur l’outil Caulifinder, développé dans l’équipe AGIPP, permettront d’annoter et de comparer systématiquement les ECV dans les génomes de Solanaceae et notamment ceux des d’espèces modèles comme la tomate, la pomme de terre et l’aubergine. L’accent sera mis sur la contribution possible des ECV à la modification des gènes, à l’émergence de nouveaux profils d’expression et à l’apport de promoteurs viraux fonctionnels, qui seront testés expérimentalement par des essais d’expression transitoire.

2/ Rôle des ECV dans l’immunité antivirale : le second objectif sera d’évaluer la contribution des ECV au silencing antiviral, en caractérisant les loci producteurs de petits ARN interférents (siRNA) et en évaluant leur impact fonctionnel au moyen d’infections expérimentales utilisant un génome viral synthétique d’ECV du genre Florendovirus. Des analyses menées sur des mutants de tomate affectés dans les voies de silencing permettront de tester directement l’hypothèse d’une immunité acquise médiée par les ECV.

Encadrement scientifique

Cette thèse, co-financée par le CIRAD et INRAE, s’appuie sur une collaboration solide entre plusieurs scientifiques ayant déjà co-encadré une thèse : Pierre-Yves Teycheney (UMR PVBMT, CIRAD) et Nathalie Choisne et Florian Maumus (AGIPP, IJBP INRAE). Nos compétences respectives en virologie et en analyse et annotation des génomes nous ont permis d’étudier ensemble les ECV de plantes et l’histoire évolutive de la famille Caulimoviridae. Ces travaux seront réalisés avec l’appui de l’équipe EPIREP de l’IJPB dirigée par Filipe Borges.

Références

Vassilieff H, Serfraz S, Choisne N, Geering A, Lefeuvre P, Teycheney P. Y., Maumus F (2026) Endogenous viral elements trace the ancient origins and early evolution of the Caulimoviridae. PLoS Pathog 22(6): e1014340.

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1014340

Vassilieff H, Geering A.D.W., Choisne N, Teycheney P.-Y., Maumus  F. (2023) Endogenous caulimovirids: fossils, zombies, and living in plant genomes. Biomolecules  13, 1069. https://doi.org/10.3390/biom1307106.

Valli, A. A.; Gonzalo-Magro, I.; Sanchez, D.H. (2023) Rearranged Endogenized Plant Pararetroviruses as Evidence of Heritable RNA-based Immunity. Mol Biol Evol, 40, doi:10.1093/molbev/msac240.PMC9868043.

Vassilieff, H., Haddad, S., Jamilloux, V., Choisne, N., Sharma, V., Giraud, D., Wan, M., Serfraz, S., Geering, A.D.W., Teycheney, P.-Y., Maumus F. (2022) CAULIFINDER: a pipeline for the automated detection and annotation of caulimovirid endogenous viral elements in plant genomes. Mobile DNA 13, 31. https://doi.org/10.1186/s13100-022-00288-w.

Lopez-Gomollon, S.; Muller, S.Y.; Baulcombe, D.C. (2022) Interspecific hybridization in tomato influences endogenous viral sRNAs and alters gene expression. Genome Biol, 23, 120, doi:10.1186/s13059-022-02685-z.PMC9124383.

Diop S, Geering ADW, Alfama-Depauw F, Loarec M, Teycheney P.-Y., Maumus F (2018) Tracheophyte genomes keep track of the deep evolution of the Caulimoviridae. Scientific Reports 8, 572. https://doi.org/10.1038/s41598-017-16399-x.

Serfraz S, Sharma V, Maumus F, Aubriot X, Geering ADW, Teycheney P.-Y. (2021). Insertion of badnaviral DNA in the late blight resistance gene (R1a) of eggplant (Solanum melongena). Front. Plant Sci. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.683681.6.

Teycheney P.-Y, Geering ADW, Dasgupta I, Hull R, Kreuze JF, Lockhart B, Muller E, Olszewski N, Pappu N, Pooggin M, Richert-Pöggeler K, Schoelz JE, Seal S, Stavolone L, Umber M (2020). ICTV Virus Taxonomy Profile: Caulimoviridae. Journal of General Virology 101:1025–1026. https://doi.org/10.1099/jgv.0.001497.

Geering, A.D.; Maumus, F.; Copetti, D.; Choisne, N.; Zwickl, D.J.; Zytnicki, M.; McTaggart, A.R.; Scalabrin, S.; Vezzulli, S.; Wing, R.A.; Quesneville, H.; Teycheney, P. Y. Endogenous florendoviruses are major components of plant genomes and hallmarks of virus evolution (2014). Nat Commun, 5, 5269, doi:10.1038/ncomms6269

Feschotte, C.; Gilbert, C. (2012) Endogenous viruses: insights into viral evolution and impact on host biology. Nat Rev Genet, 13, 283-296, doi:10.1038/nrg3199

Formations et compétences recherchées

La ou le candidat(e) devra avoir une formation de niveau BAC+5 en biologie moléculaire et de bonnes bases en bioinformatique avec au moins une expérience précédente en laboratoire ayant fait appel à des méthodes de clonage. Il / elle aura de solides connaissances en biologie des génomes.

 

Les candidats sont priés d’envoyer un CV détaillé, une lettre de motivation et une lettre de recommandation de leur encadrant de stage M2.

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.

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