– MIRI

La symbiose est décrite comme une relation proche entre deux espèces différentes. Cette relation peut être intime avec un des partenaires de la relation vivant sur l'autre (ectosymbiose) ou à l'intérieur (emdosymbiose). Ce dernier cas recouvre des situations où le divorce n'est pas possible car il conduirait à la mort à la fois du symbiote et de l'hôte (symbiose obligatoire). La relation symbiotique peut être décrite comme mutualiste, parasite, ou commensaliste selon que, respectivement, les deux espèces bénéficient de la relation, uniquement une des espèces bénéfie et l'autre en pâtit, ou l'une bénéficie et l'autre soit en profite, soit n'en pâtit pas de façon significative. En réalité, il est souvent difficile de savoir quel cas s'applique pour une paire donnée de symbiote et hôte. Il existe peu de situations réellement tranchées et on pourrait dire plutôt que l'éventail des relations possibles forme un continuum entre les cas extrêmes d'une relation libre ou d'un mariage sans divorce possible, ou encore d'une relation préjudiciable ou mutuellement bénéfique. La variété observée entre ces deux extrêmes est énorme même pour un type donné de relation, par exemple le parasitisme où une espèce est sensée pâtir uniquement de la relation avec une autre, ou pour un type donné de symbiote. Cette variété au niveau des relations se reflète en une énorme variété des paysages génomiques et biochimiques observés à l'intérieur du monde symbiotique, ainsi qu'à l'interface entre symbiotes et hôtes. Ce projet a pour but explorer de façon combinatoire ces paysages au niveau moléculaire, c'est-à-dire au niveau du génome et de deux types de réseaux biochimiques qui peuvent être reconstruits à partir des génomes séquencés de symbiotes et d'hôtes. Il s'agit des réseaux métaboliques et d'interactions protéine-protéine (PPI). L'objectif final est d'essayer de relier les contours de ces paysages avec le mode opératoire de la relation symbiotique, dans l'espoir de mieux comprendre cette dernière, en particulier son évolution. Le problème de la symbiose est vaste et complexe. Ce projet se focalisera d'abord sur deux questions concernant les symbiotes, l'une au niveau génomique, à savoir l'étude des réarrangements, et l'autre au niveau des réseaux biochimiques et ainsi qu'à l'interface entre génome et réseau. L'évolution des symbiotes peut fortement dépendre de l'évolution de leurs hôtes. Dans une troisième partie du projet, nous nous attacherons alors à examiner l'évolution des « relations intimes » elles-mêmes à travers l'étude de la co-cladogénèse (co-spéciation) entre hôtes et symbiotes, et plus généralement a travers celle de leur co-évolution, c'est-à-dire de l'influence évolutive mutuelle qu'ils exercent l'un sur l'autre. La combinatoire et l'algorithmique des graphes (arbres) sont à la base de ces problèmes, ainsi que des problèmes d'énumération de graphes aléatoires selon certains modèles afin d'améliorer notre confiance dans les scénarios évolutifs et co-évolutifs inférés. Bien qu'il s'agisse ici d'un projet en informatique et mathématique, ce projet sera conduit en collaboration étroite avec des biologistes expérimentaux appartenant au même laboratoire que les informaticiens membres du projet. Les principaux organismes symbiotiques étudiés appartiendront au phylum des protéobactéries.