Domaines de recherche :
Génomique fonctionnelle, évolution moléculaire, génétique des populations, phylogénie, outils bioinformatiques.
Programmes de recherche :
Projets en cours :
Les
microorganismes représentent une biomasse gigantesque et jouent un rôle majeur
dans la stabilité des écosystèmes. Si le séquençage à haut débit d’échantillons
d’ADN environnementaux a révélé l’existence de communautés microbiennes
extrêmement complexes et diversifiées, en identifiant notamment de nouvelles
«espèces» ou phylotypes, de nouveaux gènes et même des voies métaboliques
inconnues, notre connaissance des processus évolutifs qui structurent et
maintiennent la diversité de ces communautés est encore balbutiante. À l’heure
où le réchauffement global accélère la détérioration de nombreux écosystèmes,
il apparaît crucial d’élucider les mécanismes d’adaptation de ces organismes et
leurs impacts sur la stabilité des écosystèmes. Deux questions fondamentales se
posent :
- Comment la sélection naturelle et les échanges génétiques façonnent-ils
l’émergence de nouvelles «espèces» écologiques (ou écotypes) ?
- Comment celles-ci s’insèrent-elles et interagissent-elles avec les autres
espèces de la communauté microbienne ?
Ces questions sont majeures car elles remettent en question
l’application du concept fondamental de
la théorie de l’évolution Darwinienne, l’espèce.
- Impacts d’une perturbation environnementale récente sur
la dynamique et la structure de la diversité taxonomique de la communauté
microbienne. Ce projet s’inscrit dans un de mes programmes de recherche dont
l’objectif à long terme est de prédire et d’expliquer la réponse des
communautés de microorganismes aux pressions de sélection dans des contextes de
changements environnementaux naturels.
- Réponse du transcriptome de communautés microbiennes
confrontées à une perturbation environnementale récente : identification des
gènes impliqués dans l’adaptation de ces communautés. Ce projet s’inscrit dans
un de mes programmes de recherche dont l’objectif à long terme est de prédire
et d’expliquer la réponse des communautés de microorganismes aux pressions de
sélection dans des contextes de changements environnementaux naturels. Depuis plus
d’un milliard d’année, l’évolution des organismes multicellulaires se déroule
dans un monde très largement dominé par les micro-organismes.
Si les Métazoaires (Animaux) ont pu évoluer pour occuper différents
habitats et niches écologiques dans notre biosphère, c’est parce qu’ils
ont forgé des alliances stratégiques avec des communautés de
micro-organismes colonisant leurs surfaces corporelles. Les
métagénomes de ces communautés microbiennes résidentes, ou microbiomes,
codent pour des traits qui sont absents du génome de leur hôte.
Ainsi, les relations mutualistes à l’intérieur de ces communautés
microbiennes résidentes d’une part et avec leur hôte, d’autre part, confèrent
au « super organisme » résultant un avantage adaptatif. Bien que
ces interactions microbe-Métazoaire soient locales (peau, tractus
digestif), elles ont par leur fonction des répercussions sur l’ensemble
de la physiologie de l’organisme (résistance aux pathogènes, efficacité
énergétique, masse corporelle, anatomie des organes digestifs,
détoxication des xénobiotiques). C’est pourquoi la coévolution entre
les hôtes et leurs microbiomes a un impact tout à fait majeur sur la
biologie des macro organismes.
- Développement de nouvelles stratégies de prévention et
de résistance aux infections opportunistes chez l’Omble de fontaine (Salvelinus
fontinalis). L’objectif fondamental est de caractériser les interactions
fonctionnelles microbes-hôte entre la communauté microbienne du mucus cutané
des poissons. Application à l’aquaculture : en se basant sur (i) la sélection
de traits liés à la résistance aux infections opportunistes et (ii) une
connaissance précise des interactions entre les différentes espèces des
communautés bactériennes mises en cause, nous serons en mesure de sélectionner
des probiotiques naturels, spécifiques de l’Omble de fontaine, afin de fournir
des alternatives durables de contrôle des maladies. Ce projet s’inscrit dans le programme de recherche « Bases
génétiques et physiologiques des performances aquicoles de croissance, de
reproduction et de résistance aux infections opportunistes chez l'omble de
fontaine (Salvelinus fontinalis) ». Collaboration avec L. Bernatchez (IBIS) et
Céline Audet (UQAR). À court
terme, ces connaissances permettront d’améliorer les processus de sélection en
identifiant des marqueurs moléculaires et/ou des gènes associés aux traits
fonctionnels, et d’optimiser la gestion sanitaire des élevages. À plus long
terme, l'identification des interactions génétiques sous-jacentes Ã
l’expression de traits fonctionnels améliorera notre compréhension des
relations génotype-phénotype, voie future du développement de stratégies
d’intervention génétique en aquaculture.
- Caractérisation génomique de pathogènes associés Ã
l’abeille domestique (Apis mellifera) et à son parasite acarien (Varroa
destructor) dans les ruchers du Québec. Collaboration avec Pierre Giovenazzo
(CRSAD). Le
parasite V. destructor étant porteur de virus pathogènes des abeilles
domestiques, nous testons si ces acariens sont vecteurs de la propagation
virale dans les colonies. Nos objectifs spécifiques sont (i) d’identifier
génétiquement les pathogènes viraux présents sur les abeilles ainsi que sur les
varroas et de décrire l’évolution temporelle de ces virus par PCR quantitative
dans les colonies avec et sans traitement contre la varroase, (ii) d’effectuer
une étude épidémiologique des principaux pathogènes présents dans les grandes
régions apicoles du Québec.
