Les écosystèmes microbiens complexes sont composés de plusieurs centaines ou milliers d’espèces différentes. Afin d’accéder à la diversité de ces écosystèmes, les technologies de séquençage métagénomique shotgun permettent d’obtenir des millions de lectures de courte taille (environ 100 bases), provenant des génomes présents dans l’écosystème. L’analyse de ces données nécessite des méthodes adaptées afin d’identifier les espèces présentes dansces écosystèmes. Il est ensuite possible de comparer les espèces présentes dans les échantillons.
Depuis plusieurs années, nous travaillons sur une méthode pour analyser la diversité intra- espèce dans les données métagénomiques avec Pierre Nicolas, et nous l’utilisons pour identifier des flux de souches bactériennes de façon plus précise que les méthodes actuelles qui se basent sur la comparaison des espèces présentes entre échantillons. Solène Pety (apprentissage master bioinformatique Rouen 2021-2023 et doctorante dans l'équipe) a travaillé sur sur les flux de souches bactériennes, dans le cadre du projet TANDEM (métaprogramme Holoflux, objectif : identification de flux de micro-organismes le long d’une chaine agro-alimentaire de fabrication de fromage).
Le projet Holovini (projet phare du métaprogramme Holoflux, 2022-2025) s’intéresse aux flux de micro-organismes dans le cadre de la fabrication du vin, des vignes au cellier. Dans ce projet, différents échantillons des vignes (grappe, feuille, sol, écorce, air) et des celliers (moût, marc, vin) seront séquencés par métagénomique shotgun. Les vignes choisies pour le projet sont entourées de paysages différents (forêts, vignes), et certaines sont cultivées en agriculture biologique. Dans le cadre de ce projet, nous allons analyser les flux de micro-organismes (bactéries, levures) pour identifier d’où proviennent les micro-organismes qui contribuent à la fabrication du vin, et comparer ces flux entre les vignes (méthode d’agriculture, environnement).
Nous proposons un projet d’apprentissage en trois parties. Tout d’abord, l’adaptation de notre méthode à l’écosystème vigne (création d’une banque non redondante de génomes de ces écosystèmes, calcul d’un « core-genome » par espèce, modification des scripts, adaptation de la méthode aux levures (passage d’organismes haploïdes à des organismes diploïdes)). Ensuite, nous souhaitons analyser les flux de micro-organismes dans le projet Holovini, et pour cela, nous allons utiliser notre méthode, ainsi que deux autres méthodes publiées (FEAST, Shenhav et al. 2019 et SNV-FEAST, Briscoe et al. 2022), et nous comparerons les résultats. Enfin, nous souhaitons mettre à disposition notre méthode auprès des partenaires du projet et plus largement de la communauté scientifique (scripts, tutoriel...).