Approches phylogenomiques pour étudier l'origine et évolution des Archées – Arch-Evol

Les Archaea représentent une fraction importante mais peu étudiée de la biodiversité microbienne. Elles sont présentes dans une grande variété d’environnements et d'écosystèmes, incluant le corps humain. Elles jouent un rôle écologique clé et occupent une place unique au sein de l'Arbre de la Vie, notamment à cause de leur lien évolutif avec les Eucaryotes. Les progrès technologiques des méthodes de séquençage sont en train de fournir une quantité de données sans précédent, peuplant l'arbre phylogénétique des archées avec de nouvelles feuilles et des branches majeures. L'analyse de ces données a révélé la présence de gènes spécifiques des eucaryotes considérés jusqu'à lors comme absents chez les procaryotes, relançant la question brûlante de l'origine des eucaryotes et de leurs liens avec les archées. Des analyses phylogénomiques récentes ont révélé que les Eucaryotes dérivent des Archaea et qu'ils seraient les plus proches parents d'une lignée majeure d'archées, le groupe des TACK, un super-phylum qui englobe les Thaumarchaeota, les Aigarchaeota, les Crenarchaeota et les Korarchaeota. Cependant, en dépit de cette avalanche de données, l'histoire évolutive du troisième domaine du vivant reste encore largement mal connue. Un exemple particulièrement frappant concerne la position de la racine de ce domaine, qui est très débattue. Or cette information est très importante car elle a de profondes implications sur notre compréhension de la nature du dernier ancêtre commun à toutes les archées actuelles et des processus évolutifs qui ont été à l’œuvre lors de l'émergence et de la diversification de ce domaine.
Dans le cadre de ce projet nous allons explorer l'émergence et les premières étapes de l'évolution des archées. Nous allons tenter d'apporter des réponses à plusieurs questions fondamentales, comme celle de la position phylogénétique de nouvelles lignées majeures dont certaines pourraient être d'émergence basale, de la position de la racine de ce domaine, de la nature du dernier ancêtre commun à toutes les archées, ainsi que celle de l'évolution génomique et des changements cellulaires qui ont accompagné la diversification des première lignées d'archées, ainsi que des liens qui les unissent aux eucaryotes. Pour ce faire, nous allons appliquer et développer des méthodes phylogénomiques innovantes destinées à surmonter les challenges liés à l'analyse d'événements évolutifs très anciens et à l'analyse de grandes quantités de données.
Le projet Arch-Evol va générer de nombreuses connaissances qui vont avoir un impact dans différents champs de recherche, qui vont bien au-delà de la phylogénomique, comme la biologie et l'écologie des archées, l'évolution microbienne, la biologie cellulaire évolutive, la paleogéochimie et la terre primitive.