PhD defense - Ambre Baumann "Diversité et évolution des repliements protéiques chez les archées : De l’adaptation aux environnements extrêmes à l’origine de la biodiversité" (eq. Lopes - Genome Biology dpt)

Diversité et évolution des repliements protéiques chez les archées : De l’adaptation aux environnements extrêmes à l’origine de la biodiversité

Composition du jury (dont directeur de thèse) :
Rapporteurs : Alexandre De Brevern & Céline Brochier-Armanet
Examinateurs : Iorga Bogdan, Lucie Bittner & Raphaël Guérois
Directrice de thèse : Anne Lopes

Résumé :
Il est essentiel de caractériser la façon dont les pressions environnementales ont façonné la diversité des repliements et des fonctions des protéines pour comprendre les bases structurales de l'innovation moléculaire et, finalement, de la biodiversité. Les protéines sont des assemblages modulaires de briques structurales dont la combinaison dicte le repliement et la fonction. Jusqu'à récemment, on pensait que la plupart des repliements avaient déjà été inventoriés dans les bases de données publiques. Néanmoins, l'essor de la métagénomique et le séquençage du génome d'espèces vivant dans des environnements extrêmes révèlent une fraction importante de gènes orphelins, c'est-à-dire dépourvus d'homologue de séquence détectable dans les bases de données actuelles. La prédiction de structure par des modèles d’intelligence artificielle permet aujourd'hui d'évaluer si ces gènes orphelins adoptent des repliements déjà répertoriés, révélant alors une conservation structurale invisible au niveau de la séquence, ou s'ils correspondent à de véritables repliements inédits, sans homologue ni de séquence ni de structure. Les archées, qui colonisent une large gamme d'environnements extrêmes et restent sous-représentées dans les bases de données structurales, constituent à cet égard un réservoir privilégié pour explorer cette matière noire structurale. Ces séquences sont-elles constituées de briques protéiques déjà connues ou en comprennent-elles de nouvelles ? Se replient-elles en de nouveaux repliements protéiques ? Comment les contraintes environnementales façonnent-elles l'espace structural des protéines ? Enfin, quelles sont les principales sources de diversité protéique et l'innovation structurale est-elle plus fréquente dans des environnements spécifiques ? Ces questions sont fondamentales pour comprendre les bases structurales de l'innovation moléculaire et de l'adaptation des espèces.