Sujet de thèse : Etude des dynamiques éco–évolutives de la biodiversité virale d’agroécosystèmes africain et Méditerranéen à l’aide des fourmis omnivores des genres Dorylus et Tapinoma.
Date limite de candidature : 06 Juin 2024 – 12h00 (midi)
Unité de recherche : PHIM
Directeur de thèse : Philippe Roumagnac
Equipe de recherche : MicroQuar
Date de début de thèse : 01/11/2024
Contexte scientifique
La pandémie de SARS-CoV-2 a révélé l’insuffisance générale de nos connaissances actuelles en matière d’écologie virale. La méconnaissance de la diversité virale à l’échelle de l’écosystème et le manque d’informations précises sur les mécanismes écologiques et évolutifs à l’œuvre lors de l’émergence entravent considérablement l’identification rapide de l’hôte primaire d’un virus émergent, et donc la mise en place d’une lutte précoce et efficace. Ce constat, désormais évident en virologie humaine, s’applique également aux animaux et aux plantes chez lesquels l’émergence virale peut avoir des conséquences dramatiques sur la santé animale et végétale et par voie de conséquence sur la sécurité alimentaire.
Notre capacité à détecter les virus des végétaux et des animaux dans la phase précoce de leur émergence dépend fortement de notre aptitude à surveiller la fréquence et la répartition géographique des virus à l’échelle de l’écosystème et à identifier les nouvelles introductions d’espèces virales et d’hôtes dans un environnement donné ainsi que les nouvelles rencontres virus-hôtes qui en résultent.
Une stratégie d’échantillonnage prometteuse utilisant des insectes prédateurs situés en fin de chaine trophique, tels que les libellules ou les fourmis légionnaires, susceptibles d’accumuler des virus environnementaux dans leur régime alimentaire, a été proposée et testée dans quelques études. A titre d’exemple, nous avons réalisé une étude pilote à partir de 209 fourmis légionnaires et provenant de 29 colonies différentes collectées sur les pistes de latérite en pleine forêt tropicale africaine, au Nord-Est du Gabon. En utilisant des techniques de métagénomique virale appliquées à chacune de ces fourmis, nous avons pu détecter un nombre considérable de séquences génomiques, soit 443645 séquences, dont 46377 (10,5 %) s’apparentaient à des séquences de virus de bactéries, de plantes, d’invertébrés et de vertébrés. De manière très intéressante, seules 22406 des 46377 séquences (48,3 %) présentaient une similarité avec des genres viraux reconnus ou en cours de reconnaissance par le Comité International de Taxonomie des Virus (ICTV). Ainsi, des séquences virales appartenant à 157 genres viraux différents et 56 familles virales ont été identifiées dans ces travaux, ce qui reste assez exceptionnel pour un nombre d’échantillons assez faible. Les séquences virales restantes (51,7 %) n’ont, en revanche, pu être assignées qu’au niveau du domaine viral (24%), de l’ordre viral (3 %) ou de la famille virale (24,7 %). Ce résultat reflète très probablement la présence de nombreux virus encore inconnus qui circulent dans l’écosystème forestier.
Ces travaux pionniers ont ainsi permis de fournir la preuve du concept que les fourmis légionnaires peuvent agir comme des collecteurs de virus circulant dans un écosystème cible et qu’il est donc envisageable d’utiliser ces animaux pour étudier les dynamiques éco-évolutives de la biodiversité virale d’agroécosystèmes africains.
Question et hypothèses de travail
- Les fourmis omnivores (Dorylus africaines et Tapinoma méditérranéennes) chassant ou charognant des organismes invertébrés/vertébrés ingèrent et accumulent de nombreux virus végétaux et animaux présents dans la zone périphérique à leur nid.
- Le virome des fourmis est représentatif de la diversité des virus animaux et végétaux circulant dans les écosystèmes sondés, prérequis important à une surveillance effective par l’approche « fourmis » du virome dans ces systèmes naturels ou seminaturels.
Méthodologie
- Campagnes d’échantillonnage. Quatre collectes au Congo en 2025 et 2026. Deux collectes en France en 2025 et 2026.
- Métagénomique virale. Utilisation des approches de métagénomique virale « virionassociated nucleic acid (VANA) » et «double brin ARN (dsRNA) » avec séquençage Illumina et/ou Nanopore.
- Recherche des hôtes des virus par métabarcoding en ciblant la cytochrome c oxidase I et l’ITS1.
Résultats attendus
- Inventaire des viromes des fourmis Dorylus et Tapinoma
- Inventaire du phytovirome des plantes présentes sur les itinéraires de chasse des fourmis Dorylus – Estimation de la représentativité du virome accumulé par les fourmis Dorylus par rapport à la diversité phytovirale environnante de référence.
- Inventaire des hôtes potentiels des virus
- Génotypage des fourmis
- Analyse des réseaux d’interactions bipartites entre espèces (e.g. lignées de fourmis vs. espèces de virus ; lignées de fourmis vs. espèces de plantes, d’invertébrés et de vertébrés ingérés par les fourmis; espèces de virus vs. espèces de plantes, d’invertébrés et de vertébrés ingérés par les fourmis).
Compétences souhaitées
Biologie moléculaire, bio-analyses, statistiques, collecte au terrain (Congo).
Modalités de candidature
Voir les modalités de candidature ici et l’offre de thèse complète ici.
Les candidatures seront à envoyer par mail à Magali Dufour, Gabriel Denis et au Directeur de thèse Philippe Roumagnac, en précisant le sujet de thèse et en y joignant les pièces suivantes :
- Un CV
- Une lettre de motivation
- Notes complètes de L1 à L3, M1 et M2 (ou équivalent si cursus Ingénieur)
- Aucune lettre de recommandation n’est acceptée.
- Date limite de candidature : 06 Juin 2024 – 12h00 (midi)
