Analyse systématique et haut-débit de la fonction des petits gènes viraux – SHINE

Au cours de l’évolution, les conflits génétiques ont constitué un facteur majeur d’innovation. La longue coévolution entre les bactéries et leurs virus (appelés phages) a conduit à l’émergence d’un répertoire varié de systèmes de défense protégeant les bactéries contre l’infection. En réponse à ces systèmes de défense, de nombreuses stratégies d’évasion virale ont émergé chez les phages. L’immunité bactérienne a longtemps été considérée comme limitée aux systèmes de restriction-modification et aux systèmes CRISPR-Cas, contre lesquels de nombreux mécanismes d’évasion virale ont été mis en évidence au cours des dernières décennies. Cependant, de récentes découvertes ont démontré que l’immunité bactérienne est beaucoup plus diverse et complexe qu’envisagée auparavant : plus de 150 familles de systèmes de défense ont désormais été mises au jour, mais les mécanismes par lesquelles les phages activent ou inhibent ces défenses pendant l’infection sont largement inconnus.
Dans ce projet, j’émets l’hypothèse qu’un grand nombre de ces activateurs et inhibiteurs se cachent dans un espace de séquence jusqu’alors complètement inexploré : celui des petits gènes. Parmi les millions de gènes de fonction inconnue révélés par la métagénomique, les petits gènes (codant pour des protéines de moins de 50 acides aminés) ont été largement ignorés car il est difficile de les distinguer des régions codantes survenant de façon aléatoire dans les génomes. Pourtant, des dizaines de milliers de petits gènes ont récemment été prédits dans les génomes de phages mais leurs fonctions restent entièrement inconnues. Des méthodes de criblage à haut-débit ont le potentiel de révéler leur fonction de façon systématique. Le présent projet vise à construire une librairie de ~33 500 petits gènes viraux, constituant ainsi une ressource génétique précieuse que je mettrai à disposition de la communauté scientifique. Cette librairie sera appliquée à l’exploration du rôle des petits gènes dans les conflits entre bactéries et phages: des criblages à haut-débit seront conçus pour identifier les petits gènes qui activent ou inhibent un large panel de systèmes de défense bactériens récemment découverts. Les résultats seront validés indépendamment, et le mode d’action de ces petits gènes sera résolu par des méthodes génétiques et biochimiques. Ce projet révèlera comment les phages utilisent des petits gènes pour moduler les réponses immunitaires de leur hôte bactérien, mettant ainsi en évidence les fonctions d’une classe de gènes jusqu’alors ignorée.