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Les Unités du Département de Génomes et Génétique


Unité Biologie des bactéries intracellulaires
Carmen BUCHRIESER
Mots-clés:
Legionella pneumophila, Legionella longbeachae, Legionella sp, génomique, biodiversité pathogenicité, virulence, régulation génétique.
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Thématique :
Les Légionelles sont des bactéries environnementales et des pathogènes opportunistes car elles peuvent provoquer la maladie du Légionnaire, une infection pulmonaire grave dont le taux de mortalité peut atteindre 30%. Notre Unité a pour objectif d’élucider et de caractériser les bases génétiques de la virulence des Légionelles, et de mieux comprendre la relation entre la virulence et la diversité génétique de ces bactéries intracellulaires. Nous étudions les mécanismes responsables de cette diversité ainsi que le rôle que celle-ci joue dans l’infection et l’adaptation à l’environnement. Nous étudions comment Legionella adapte et régule son cycle de vie entre un hôte eucaryote et l’environnement. Nous utilisons une approche d’épidémiologie génomique et de génomique comparative pour identifier de nouveaux facteurs de virulence de Legionella pneumophila et Legionella longbeachae. Ceux-ci sont ensuite étudiés et caractérisés par des approches de biologie moléculaire et cellulaire et par des modèles d’infection in vitro et in vivo, afin de comprendre leurs fonctions lors de l’infection intracellulaire.
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Unité Biologie et Pathogénicité fongiques
Christophe d’ENFERT
Mots-clés: Candida albicans, antifongiques, morphogenèse, MLST, génétique des populations, recombinaison.

Thématique :
L’Unité Biologie et Pathogénicité Fongiques utilise des approches post-génomiques et génétiques pour étudier différents aspects de la biologie de la levure pathogène opportuniste Candida albicans, responsable de la majorité des infections fongiques. La plasticité du génome est étudiée en vue d’évaluer sa contribution au succès de C. albicans en tant que commensal ou pathogène. Les mécanismes mis en jeu lors de la formation de biofilms sont caractérisés au niveau moléculaire, avec en particulier l’objectif de comprendre comment ces communautés microbiennes acquièrent une résistance élevée aux antifongiques. Enfin, la morphogenèse de C. albicans, qui joue un rôle clef dans le processus infectieux, est étudiée en se focalisant sur la caractérisation de protéine-kinases et de leurs cibles par des approches chimio-génétiques.
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Unité Dynamique du Génome
Benoît ARCANGIOLI
Mots-clés : Empreinte chromosomique; levure; changement de type sexuel.
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Thématique: La levure Schizosaccharomyces pombe est un très bon modèle d'étude des mécanismes de bases, comme le cycle cellulaire et les fonctions de la chromatine. Dans l'Unité de la Dynamique du Génome nous étudions un mécanisme de division asymétrique qui est responsable du changement de type sexuel et les mécanismes de réparation de l'ADN dans les cellules quiescentes.

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Unité Génétique des Interactions Macromoléculaires
Alain JACQUIER


Mots-clés :
Saccharomyces cerevisiae, métabolisme des ARN, ARN non-codants, maturation des ARN, contrôle de qualité des ARN, dégradation des ARN, biogenèse des ribosomes.
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Thématique : 
La synthèse, la maturation, le transport et la dégradation des ARN sont des mécanismes essentiels pour l’expression des gènes. Nous utilisons pour l’étude de ces mécanismes la levure Saccharomyces cerevisiae comme modèle de cellule eucaryote. Nous nous intéressons plus particulièrement à la maturation de divers ARN (messagers, non-codants, ribosomiques), aux mécanismes responsables du contrôle de leur qualité ainsi qu’au rôle de certains ARN non-codants.
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Unité Génétique Évolutive Humaine
Lluis QUINTANA-MURCI

Mots-clés :
Génomique humaine; génétique des populations; maladies complexes.
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Thématique :L’étude de la variabilité du génome humain nous permet de mieux comprendre l’histoire de notre espèce et, à terme, de faciliter l’identification des gènes responsables de maladies complexes. Notre activité de recherche comprend deux sections complémentaires visant à étudier, par des approches de génétique évolutive et de populations, le poids sur la variabilité du génome humain de la démographie d’une part et de la sélection naturelle d’autre part. Nous concentrons nos études sur la détection de la sélection naturelle dans de gènes impliqués dans la réponse immunitaire afin d’identifier des gènes ayant joué un rôle majeur dans la défense de l’hôte humain contre les agents infectieux.
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Unité Physique des systèmes biologiques
Massimo VERGASSOLA

Mots-clés:
 Modélisation; bioinformatique; systèmes biologiques complexes; motilité.
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Thématique:Les processus physiques jouent un rôle essentiel pour la dynamique des systèmes biologiques, en définissant les limitations et les possibilités intrinsèques pour l’évolution des organismes vivants. La compréhension de ces processus et leur relation avec la génétique des organismes est cruciale, aussi bien d’un point de vue fondamental que pratique. Ces questions trouvent leur vivier naturel dans les données biologiques qui sont actuellement assemblées à des niveaux de détails qui ont un caractère de plus en plus quantitatif. L’activité de recherche de notre groupe porte sur ces questions générales, qui sont approchées par l’analyse d’un ensemble divers de problèmes biologiques. Les outils employés vont de la théorie, surtout de la physique statistique hors équilibre et les processus stochastiques, au développement et l’application de méthodes de simulation numérique, ainsi que des expériences de laboratoire de petite taille. Les sujets d’intérêt présent tournent autour du thème de la motilité des organismes vivants, aussi bien dans ses aspects mécaniques que de signalisation, et son impact sur la structuration des populations et des colonies.
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Unité Génomique Évolutive
des microbes

Eduardo P C ROCHA

Mots-clés :
bioinformatique, écologie évolutive, microbiologie, génomique comparative
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Thématique:
Nos activités scientifiques portent sur l’analyse bioinformatique des génomes, au carrefour de l’évolution moléculaire de la génétique des populations et de la génétique moléculaire.
Nous nous intéressons à trois grandes questions :
1) la compréhension des éléments d’organisation des génomes
2) le rôle des éléments capables de bouleverser cette structure

3) l’inférence de processus populationnels à partie de l’analyse de génomes proches et ce qu'ils montrent sur l'écologie des bactéries
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Unité Plasticité du Génome Bactérien
Didier MAZEL

Mots-clés:
Integron, recombinaison spécifique de site, structure du chromosome, biologie synthétique, ADN simple brin, résistance aux antibiotiques, génomique, Vibrio, transfert génétique horizontal
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Thématique: Nous nous intéressons aux mécanismes qui gouvernent la variabilité des génomes bactériens en termes de contenu génétique et d’organisation physique, ainsi qu’aux propriétés adaptatives que cette variabilité confère. Nos deux thèmes de recherches principaux sont les intégrons, un système de capture de gènes répandus chez les bactéries à Gram négatif et qui joue un rôle majeur dans les phénomènes de résistance à de multiples antibiotiques, et l’étude de l’organisation et de la variabilité des génomes à deux chromosomes que l’on trouve chez toutes les espèces de du genre Vibrio.
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Agrandir l'image Unité Pathogénomique Mycobactérienne Intégrée
Roland BROSCH

Mots-clés:
évolution;  génomique; pathogenèse; mycobactéries; tuberculose; mycolactone.
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Thématique: Le principal thème de recherche de l’UP-PMI est l’analyse du pouvoir pathogène des mycobactéries responsables de la tuberculose et de l’ulcère de Buruli en relation avec l’information génétique encodée dans leur génome. Cette approche intégrée a pour but d’identifier les facteurs majeurs qui ont contribué à l’évolution des mycobactéries pathogènes envers leurs hôtes. Ces informations ont une importance-clé pour le développement de nouveaux outils diagnostiques, prophylactiques et thérapeutiques contre ces fléaux majeurs de l’humanité.
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Unité Génétique Moléculaire des levures
Bernard DUJON

Mots-clés:
Génomique comparative des levures; architecture chromosomique; plasticité chromosomique.
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Thématique:L’ unité a contribué au programme historique de séquençage du génome de la levure de boulangerie, Saccharomyces cerevisiae, et est à l’origine des études de génomique comparative sur les levures hémiascomycètes (levures bourgeonnantes). Nos travaux impliquent un échange régulier entre les découvertes mécanistiques, issues des expériences de génétique sur S. cerevisiae, et les hypothèses évolutives, issues des comparaisons de séquences entre génomes de levures. Les axes de recherche concernent l’étude des mécanismes moléculaires de la plasticité du génome (recombinaison, réplication, réparation des cassures d’ADN, création/perte de gènes…) et des déterminants de l’architecture nucléaire.
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Unité Génétique Mycobactérienne
Brigitte GICQUEL

Mots-clés:
Génomique des mycobactéries; tuberculose.
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Thématique:L’Unité de Génétique Mycobacterienne a été pionnier dans le développement d’outils génétiques pour étudier Mycobacterium tuberculosis. Ils identifient les facteurs du pathogène et de l’hôte jouant un rôle au cours de l’infection ou de la vaccination et les gènes de réparation de l’ADN jouant un rôle dans la stabilité du génome et l’évolution des isolats cliniques, en particulier ceux résistants aux antibiotiques.
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Unité de Génétique fonctionnelle des maladies infectieuses
Anavaj SAKUNTABHAI
Mots-clés: 
Génétique humaine, Epidémiologie génétique,  Etude de génétique fonctionnelle, Paludisme, Dengue, Transmissibilité, Approche de “Data mining”, Epistasis, Interactomes, Etude génétique de liaison et d’association sur le génome entier.

Thématique :
 
 

Notre Unité étudie les bases génétiques de la sensibilité à 2 maladies infectieuses humaines majeures transmises par un moustique: le paludisme et la dengue. Notre objectif est de non seulement identifier de nouveaux gènes contrôlant différents aspects de ces infections comme la présentation clinique ou la transmissibilité mais aussi de comprendre comment les différents allèles de ces gènes affectent ces phénotypes. L’identification des facteurs majeurs contrôlant les phénotypes d’intérêt devient extrêmement difficiles quand le nombre de gènes de sensibilité augmente et que des interactions entre ces gènes apparaissent. Pour tenter de résoudre ces problèmes, nous sommes entrain de développer une double approche:

1°une plateforme en mathématique. Les données d’épidémiologie génétique y seront étudiées afin de générer de nouvelles hypothèses et des modèles prédictifs du risque infectieux;
2° des modèles d’infections cellulaires couplés à des méthodes de génomique fonctionnelle. Les interactions entre bio-marqueurs y seront étudiées expérimentalement.
Nous espérons que ces 2 approches associées nous permettront de mieux analyser nos données génétiques d’association et de liaison sur le génome entier.

 
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Laboratoire de Biologie Systémique
Benno SCHWIKOWSKI
Mots-clés:
bioinformatique, biologie des systèmes, intégration de données.
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Thématique: La thématique de recherche de l’équipe de Biologie Systémique consiste à concevoir et à développer des approches avancées et dédiées pour l’analyse de données biologiques en prenant l’avantage des technologies de criblage à haut débit. Notre expertise s’étend sur deux domaines. D’abord, les expériences de spectrométrie de masse à haut débit requièrent actuellement de nouvelles approaches adaptées pour analyser efficacement un ou plusieurs échantillons. Nous intervenons dans leur conception. Ensuite, nous développons des approches mathématiques pour la structuration et l’exploitation efficace d’un ensemble d’expériences pour des questions biologiques précises. Ces méthodes peuvent en conséquence être implémentées dans des logiciels informatiques. Dans la plupart de nos études, nous utilisons la levure Saccharomyces cerevisiae en guise de modèle pour la modelisation.
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Groupe à 5 ans Régulation spatiale des fonctions génomiques
Romain KOSZUL
Mots-clés:
  architecture chromosomique ; réplication ; organisation ; cytosquelette ; plasticité chromosomique ; levure
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Thématique : Les objectifs de l’équipe RSFG sont de contribuer à la compréhension des interactions entre propriétés physiques des chromosomes, dynamique nucléaire, et fonctions biologiques. Nous sommes particulièrement intéressés par l'étude de l’influence sur la stabilité génomique de l’organisation spatiale du génome de levure au cours du cycle cellulaire. Travaillant essentiellement avec la levure Saccharomyces cerevisiae, nous utilisons en routine et développons des techniques post-génomiques (dérivées du Hi-C, par exemple), de génétique, et d'imagerie quantitative. Certains projets sont menés en collaboration avec physiciens et mathématiciens, sur le campus de l'Institut ou à l’extérieur.
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Groupe à 5 ans Interactions Virus-Insectes
Louis LAMBRECHTS
Mots-clés:  moustique; arbovirus; dengue; interactions génotype-génotype; génétique quantitative; génomique fonctionnelle; évolution
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Thématique :  La compatibilité entre un arbovirus (virus transmis par un arthropode) et son vecteur dépend de la combinaison spécifique de leurs génotypes respectifs. Nous étudions cette spécificité génétique d’interaction entre les virus de la dengue et leur moustiques vecteurs à travers une approche intégrative mêlant génétique quantitative (cartographie de QTL) et génomique fonctionnelle (analyse transcriptomique, inactivation de gènes). Notre objectif est de faire le lien entre la diversité génétique des populations naturelles et la base mécanistique des relations virus-insectes afin de mieux comprendre le rôle des vecteurs dans l’émergence et l’évolution des arbovirus.
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Plateforme PF2 Transcriptome et Epigénome
Jean-Yves COPPÉE

Mots-clés:
  Séquençage nouvelle génération, puces à ADN, transcriptome, épigénome
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Thématique : La plate-forme puces à ADN (PF2) a pour mission de développer des approches à haut débit (telles que puces à ADN et séquençage nouvelle génération) pour des analyses du transcriptome (analyse de l’expression des gènes, cartographie complète du transcriptome, étude des petits ARNs) et de l’épigénome. Elle prend en charge des projets centrés sur les microorganismes modèles, les pathogènes ainsi que les eucaryotes supérieurs et visant a étudier la biologie du développement, les relations hôtes-pathogènes ainsi que les interactions entre les pathogènes et leur environnement.
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Plateforme PF1 Génomique
Christiane BOUCHIER

Mots-clés:
Séquençage nouvelle génération (HiSeq 2000, Illumina), génomes de micro-organismes
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Thématique:La plate-forme Génomique (PF1) réalise des projets de séquençage de génomes de microorganismes en utilisant la technologie de séquençage nouvelle génération Illumina (HiSeq 200). Les projets en collaboration avec les entités de recherche de l'Institut Pasteur et des Instituts du réseau sont centrés sur les microorganismes modèles et les pathogènes.

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Plateforme de Génotypage des Eucaryotes
Béatrice REGNAULT
Mots-clés:
  Eucaryotes, génotypage, CNV, séquençage de l’exome entier, SNV, Indels courts
 
Thématique : S’adressant à la communauté scientifique, la Plate-Forme de Génotypage des Eucaryotes propose des technologies à haut débit pour l’analyse de la variabilité des génomes eucaryotes.
Ces technologies comprennent le génotypage de marqueurs bi-alléliques pour l’analyse de SNP (Single Nucleotide Polymorphisms) et l’analyse des variants en nombre de copies (CNV) à l’échelle du génome humain (puces Illumina Infinium) ou de régions génomiques d’intérêt pour tout organisme modèle (chimie Illumina GoldenGate).
Le séquençage massif du génome (Illumina HiSeq2000) permet la découverte de variants de type SNV (Single Nucleotide Variants) et de courts Indels, après la capture spécifique de 1.5 % du génome humain/murin codant pour les protéines (Whole-Exome Sequencing) ou la capture de grandes régions ciblées (Targeted Sequencing).
La plate-forme est impliquée dans le développement et la mise à disposition d’outils pour l’analyse bio-informatique des données
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Plateforme bio-informatique pour l'analyse génomique
Philippe GLASER (par intérim)

Mots-clés:
Bioinformatique; bases de données; annotation de génomes; analyse des génomes.
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Thématique:
La plate-forme met en oeuvre des méthodologies et outils informatiques pour la gestion et l’analyse des données génomiques : annotation et réannotation de génomes microbiens (développement d’un logiciel dédié -- CAAT-Box -- et collaborations avec diverses unités) ; base de données et environnement web intégré pour l’analyse des génomes microbiens (GenoList) ; stockage et interprétation de données transcriptomiques (GenoScript) ; développement et application de nouvelles méthodes d’analyse phylogénétique des génomes.
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