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Propositions de thèses 2017

Compréhension des mécanismes impliqués dans la réponse évolutive de populations (Caenorhabditis elegans) exposées à des rayonnements ionisants

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​Disciplines : biologie, médecine, santé - Environnement

Lieux de thèse : Cadarache (IRSN) et Montréal (Uquam)

Date de début : octobre 2017



Compétences recherchées


  • Master 2 (ou équivalent) en biologie.
  • L'étudiant aura au moins des compétences dans un ou plusieurs des domaines suivants : biologie évolutive expérimentale, génétique des populations, biologie moléculaire, génétique quantitative, expérimentation sur Caenorhabditis elegans
  • Une forte motivation pour la recherche et de bonnes aptitudes au travail de laboratoire sont indispensables
  • Esprit d'initiative, créativité, curiosité, rigueur et organisation
  • Excellentes capacités de rédaction
  • Maîtrise écrite et orale de l'anglais



Sujet de thèse


La radiocontamination de l'environnement (e.g. Tchernobyl, Fukushima) — qui conduit à une exposition du biota à des rayonnements ionisants — constitue un enjeu environnemental et sociétal. Dans ce type d'environnement, au fil des générations, les caractéristiques phénotypiques, génétiques et épigénétiques de populations exposés peuvent être affectées. Très peu de choses sont encore connues à ce sujet.


Dans ce contexte, l'objectif général de ce projet est d'étudier en condition expérimentale les réponses micro-évolutives d'une population de Caenorhabditis elegans exposée de manière chronique à des débits de doses (rayonnement gamma) ayant un réalisme environnemental et pendant plusieurs générations. Plus précisément, l'objectif premier est de pouvoir établir le lien entre les changements phénotypiques sur les traits d'histoire de vie qui seront mesurés au fil des générations et les changements au niveau des gènes et de leurs expressions. Par ailleurs, un autre objectif de ce travail est d'étudier les liens entre les réponses observées au niveau génomique et par la génétique quantitative.


Une approche d'évolution expérimentale sera mise en oeuvre à l'aide

(i)    d'un modèle animal particulièrement adapté pour ce type d'expérience, le nématode C. elegans (cycle de vie de 3 jours, génome séquencé...) et

(ii)    l'irradiateur gamma Micado de l'IRSN. Plusieurs traits d'histoire de vie seront mesurés au fil des générations (taille des individus, comportement...).


Des méthodes et des outils de de biologie moléculaire (séquençage à haut débit, changements génétiques de type SNPs et indels, QTL, mRNAseq) et de génétiques quantitatives (translocation réciproque, jardin commun, analyses statistiques) seront également appliqués pour atteindre les objectifs. L'intégration des résultats de transcriptomique et de génomique via une stratégie de biologie des systèmes, et l'aspect dynamique de ce projet, permettront de suivre la ségrégation des mutations au fil de plusieurs générations ainsi que leurs effets phénotypiques potentiels, afin d'évaluer leur importance dans les mécanismes d'adaptation. Il sera possible de lier certains gènes à leur fonction cellulaire (e.g. métabolisme, endocrine, neurotransmetteurs), puis de mesurer les traits phénotypiques (traits d'histoire de vie, comportements, morphologie) en lien avec les variants génétiques observés. Il sera également possible d'intégrer des données d'épigénétiques afin de faire la relation entre les traits héritables, les niveaux d'expression des gènes et leur régulation transcriptionnelle (méthylation de l'ADN). Au final, en intégrant l'ensemble de ces approches, il sera possible d'estimer le potentiel évolutif d'une population, telle que C. elegans, soumise à des rayonnements ionisants et de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents impliqués dans cette réponse.


Le doctorat (3 ans) sera réalisé dans le cadre d'une cotutelle France-Québec établie avec l'Université du Québec à Montréal (UQAM). Par conséquent, environ la moitié du temps de la thèse devra être réalisé en France, à l'IRSN (Cadarache), et l'autre moitié au sein de l'UQAM (Montréal, Canada).