Supervision par :

Jérôme Comte (Membre régulier)

Description du projet de recherche

PermAdapt: Dynamique d’adaptation des communautés microbiennes du pergélisol en dégel – Eléments génétiques mobiles en action

Introduction: Avec le réchauffement climatique, les écosystèmes nordiques subissent des changements sans précédent. Au sein du pergélisol, l’érosion des sols contribue à la formation de mares de fonte. La transition d’un milieu pergélisol à un milieu aquatique affecte les communautés microbiennes indigènes, les forçant à s’adapter à ce nouvel environnement. Les éléments génétiques mobiles (EGMs) contribuent aux nouveautés des génomes et accélèrent l’adaptation des bactéries. Si quelques virus et plasmides ont pu être identifiés au sein de ces communautés, leur potentiel adaptatif est méconnu. Objectifs: Par une approche intégrative alliant métagénomique, métatranscriptomique et métaprotéomique, nous identifierons les EGMs impliqués dans l’adaptation à cet environnement aquatique. Aussi, la perméabilité de ces communautés à un plasmide exogène et l’effet d’un gène adaptatif sur la propagation du plasmide seront testés. Sites d'études: PermAdapt aborde les transferts horizontaux de gène comme l'un des processus adaptatifs possibles en jeu dans le domaine des écosystèmes arctiques transitoires, en caractérisant les voies d'adaptation des communautés microbiennes le long d'un continuum terrestre à aquatique à deux stades de dégradation du pergélisol : un pergélisol continu au nord (île Bylot, Nunavut) et un pergélisol sporadique au sud (Whapmagoostui-Kuujjuarapik, Nunavik) dans les différents milieux (pergélisol, couche active, sédiments et eau du thermokarst).Matériel et méthodes: Le projet est divisé en deux groupes de travail scientifiques (GT) pour atteindre deux objectifs: (GT1) - Identifier, quantifier et évaluer l'expression des EGMset des gènes adaptatifs associés en utilisant les "omiques", une approche intégrative qui combine la métagénomique, la métatranscriptomique et la métaprotéomique pour identifier les gènes impliqués dans l'adaptation des communautés microbiennes à ce nouvel environnement pour faire face à de nouvelles conditions osmotiques, de température, d'oxygène, de lumière. (GT2) - Évaluer la mobilité effective d'un plasmide conjugatif dans les communautés microbiennes du pergélisol transitoire à l'aide d'essais en conjugaison. Les communautés microbiennes associées au dégel des marres ont subi des modifications massives dans leur structure depuis les environnements terrestres gelés jusqu'aux environnements aquatiques, avec des retombées sur la fraction permissive à un plasmide exogène.Résultats attendus: PermAdapt évaluera la contribution des EGMs, en particulier les plasmides, au processus adaptatif des communautés microbiennes sur un gradient latitudinal de dégradation du pergélisol. Nous nous attendons à un changement dans les fonctions adaptatives des gènes accessoires portés par ces EGMs et à une mobilité accrue des plasmides dans les communautés microbiennes du dégel et du pergélisol.

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