Génomique Évolutive et Médicale

Responsable : Odile LECOMPTE

Participants permanents : Nathalie AL MAKDESSI, Ali AYADI, Anne JEANNIN, Claudine MAYER, Christian MICHEL, Luc MOULINIER, Olivier POCH, Laetitia POIDEVIN, Jean-Sébastien SERENI, Julie THOMPSON

Post-doctorant : Kirsley CHENNEN

Ingénieur contractuel : Arnaud KRESS

Doctorants : Lena BONASSIN, Luka Ljudevit BOSTJANCIC, Nicolas Haas, Hiba KHODJI, Dorine MERLAT, Corentin MEYER, Quentin Rott, Christelle RUTZ, Alix SIMON

Objectifs et approches

Nos travaux sont centrés sur l’extraction de connaissances à partir de données omiques (génomes, transcriptomes, protéomes, métabolomes, lipidomes, interactomes) avec deux objectifs principaux :

• La caractérisation des relations génotype/phénotype, en particulier dans le cadre de maladies génétiques complexes
• La compréhension de l’évolution de systèmes biologiques, qu’il s’agisse de processus biologiques ou d’espèces.

Pour ce faire, nous utilisons et développons un large panel d'approches :

• analyse de séquences biologiques
• étude des relations séquence/structure/fonction
• génomique comparative intra- et inter-espèces
• graphes
• intelligence artificielle

Une des spécificités de notre équipe réside dans l’exploitation de méthodes bio-informatiques traditionnelles afin de générer des connaissances qui peuvent ensuite guider des approches d’intelligence artificielle. Cette combinaison originale repose sur la pluralité et la complémentarité des compétences internes à l’équipe.

Champs d'application et projets en cours

Santé : maladies génétiques complexes et cancers

Nous nous appuyons sur des collaborations étroites et pérennes avec le monde médical, que ce soit au sein même du Centre de Recherche en Biomédecine de Strasbourg (CRBS), au niveau local (IGBMC, IBMC, Faculté de Pharmacie), national avec les équipes de l'Institut de la Vision à Paris ou européen avec nos responsabilités dans le WorkPackage Rare Genetic Diseases du projet européen Elixir-Excelerate. Ces collaborations nous permettent de bénéficier de l’expertise des cliniciens notamment en terme de phénotypage et d’accéder à des volumes conséquents de données patients, qu’il s’agisse de données génomiques ou de données phénotypiques (imagerie, histologiques, métabolomiques, environnementales).

Ces collaborations portent notamment sur :

• les ciliopathies
• les myopathies
• les maladies de l’œil
• l'obésité
• les gliomes pédiatriques

Évolution et biodiversité

Evolution des génomes de décapodes

Les génomes des décapodes présentent des variations de taille considérables. Nous travaillons au séquençage du génome géant de l'écrevisse noble Astacus astacus(17 Gb), espèce européenne actuellement menacée par la peste de l'écrevisse. Ce génome sera comparé à celui des autres génomes de décapodes disponibles pour comprendre l'évolution de l'organisation des chromosomes, des répertoires de gènes et des éléments répétés. Ce projet est réalisé en collaboration avec le LOEWE Centre for Translational Biodiversity Genomics de Francfort et bénéficie d'un financement ANR/DFG. Il s'inscrit dans le cadre de l'initiative ERGA (European Reference Genome Atlas).

Le génome couplé à des données omiques complémentaires sera également mis à profit pour identifier les bases moléculaires de l'immunité chez les écrevisses et comprendre les différences de résistance à la peste de l'écrevisse observées entre populations afin de permettre, à terme, la réintroduction d'individus résistants.

Exploration génomique de la diversité des Myriapodes

Nous travaillons à l'annotation et à la comparaison de 20 génomes de Myriapodes. Les myriapodes (mille-pattes) sont des invertébrés essentiels à la biodiversité du sol mais sont encore largement méconnus sur le plan génomique. L'analyse comparative de ces génomes devrait nous permettre d'en apprendre davantage sur la métamérisation, le génome ancestral des arthropodes et l'adaptation des espèces à des milieux plus ou moins anthropisés. Cette étude fait partie du projet collaboratif MetaInvert qui vise à caractériser les génomes des Invertébrés du sol et à établir des corrélations entre traits génomiques et écologiques. Les génomes serviront ensuite de référence pour l'identification et la quantification des individus par des approches métagénomiques.

Développement de ressources (bases de connaissance et logiciels)

• PipeAlign2 : suite de programmes dédiés à l'analyse de famille de protéines
• PROBE : analyse et visualisation des conservations au sein d'un alignement multiple
• OrthoInspector : programme et bases de relations d'orthologie couvrant les 3 domaines du vivant
• BLUR : analyse des divergences entre protéomes entre taxons (présence/absence de gènes ou de domaines, divergence de régions entre orthologues)
• MISTIC : prédiction des effets de variants
• Spliceator : prédiction de sites d'épissage