Thèse Diversification Ciblée des Stratégies de Défense et de Contre-Défense dans la Course aux Armements Phages-Bactéries H/F - Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)

Établissement : Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)
École doctorale : Complexité du vivant
Laboratoire de recherche : Génétique des génomes
Direction de la thèse : David BIKARD ORCID 0000000257291211
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-05T23:59:59

Le conflit évolutif entre bactéries et bactériophages - la dynamique de la « Reine Rouge » - repose sur la génération rapide de diversité génétique. Si les mutations ponctuelles et les transferts horizontaux de gènes sont des facteurs bien caractérisés de ce conflit, nous proposons un changement de paradigme: les rétroéléments générateurs de diversité (DGR) agissent comme des moteurs «hyper-évolutifs» ciblés, spécifiquement recrutés pour accélérer la course aux armements entre phages et hôtes.

Historiquement, les DGR ont été étudiés presque exclusivement dans le contexte du tropisme viral (diversification des fibres caudales des phages). Cependant, nos analyses bioinformatiques préliminaires suggèrent un vaste territoire inexploré de DGR associés aux îlots de défense et aux loci de contre-défense. Nous émettons l'hypothèse que les DGR permettent à la fois à l'hôte et au pathogène de randomiser de manière proactive des interfaces protéiques critiques, telles que les domaines de reconnaissance des systèmes anti-phages ou les épitopes de surface des protéines anti-défense des phages, afin d'échapper à la reconnaissance moléculaire.

Ce projet vise à reconstituer certains systèmes spécifiques identifiés par le laboratoire chez *E. coli* afin de démontrer la diversification fonctionnelle induite par les systèmes DGR et leurs activités anti-phages ou anti-défense. Nous réaliserons également une caractérisation biochimique de leur activité pour comprendre les limites physico-chimiques de cette «aléatoire guidée». Notre objectif est de démontrer que le rôle des systèmes DGR dépasse la simple diversification des fibres de la queue des phages et joue un rôle plus large dans la course aux armements évolutive entre bactéries et phages.

The project is hosted by the Synthetic Biology Unit who in a recent breakthrough was able to harness natural Diversity Generating Retroelements from bacteriophages to perform in vivo target hypermutation on any sequence of interest. The lab possesses the specific expertise required to investage the role of natural DGR systems in the phage-bacteria arms-race.

The Institut Pasteur provides cutting edge ressources and infrastructure to support all aspects of the project.

1. Identify and Map Non-Canonical DGR Loci: Conduct a comprehensive bioinformatic survey to characterize DGR systems located within bacterial defense islands and phage counter-defense loci, moving beyond the traditional focus on viral tropism and tail fiber diversification.

2. Validate DGR-Mediated Functional Diversification: Reconstitute targeted DGR systems within E. coli to experimentally demonstrate that these 'hyper-evolutionary engines' successfully randomize protein interfaces to drive either anti-phage defense or phage anti-defense activities.

3. Characterize the biochemical interaction between proteins diversified by DGR systems and their target host or viral proteins.

Formation : Master en biologie synthétique, microbiologie, biochimie ou domaine connexe.

Compétences expérimentales : Expertise en biologie moléculaire et en ingénierie génétique bactérienne.

Compétences bioinformatiques : Maîtrise de base en bioinformatique (Python/R, analyse de séquences).