Une Taxonomie Intégrative Pour Comprendre La

**Une Taxonomie Intégrative pour Comprendre la Réponse Adaptative des -cyanobactéries aux Changements Environnementaux - CyanoTaxa -**:

- Réf **ABG-123560**
- Sujet de Thèse- 30/04/2024- Contrat doctoral- Station Biologique de Roscoff, CNRS et Sorbonne Université- Lieu de travail- Roscoff - Bretagne - France- Intitulé du sujet- Une Taxonomie Intégrative pour Comprendre la Réponse Adaptative des -cyanobactéries aux Changements Environnementaux - CyanoTaxa
- Champs scientifiques- Ecologie, environnement
- Biologie
- Mots clés- phytoplancton, écologie fonctionnelle, génomique environnementale, changement global, bioinformatique, intelligence artificielle**Description du sujet**:
**Contexte de l’étude**

Les a-cyanobactéries, c'est-à-dire les cyanobactéries possédant la forme IA de la RuBisCO (l’enzyme nécessaire à la fixation du CO2 atmosphérique), sont les procaryotes photosynthétiques les plus abondants et les plus ubiquistes dans les écosystèmes aquatiques marins et d'eau douce et contribuent à une grande partie de la productivité primaire nette océanique [1,2]. Outre _Prochlorococcus_, ce groupe monophylétique comprend 3 lignées majeures ou sous-clusters (SC) assignés aux genres _Synechococcus _ou _Cyanobium_ [3]. Les membres du SC 5.3 prospèrent dans certains écosystèmes marins et de nombreux lacs d'eau douce tempérés, le SC 5.2 comprend des représentants d'eau douce et halotolérants et domine souvent dans les estuaires, tandis que le SC 5.1 est de loin la lignée la plus abondante en milieu océanique, avec 5 clades majeurs dominant dans des niches distinctes [4]. Ce succès écologique, ainsi que la disponibilité de nombreuses cultures, génomes et outils génétiques, font des a-cyanobactéries des modèles pertinents en écologie microbienne qui peuvent être étudiés à tous les niveaux d’organisation, des molécules aux écosystèmes. Au cours de la dernière décennie, la génération d'une multitude de données omiques a considérablement amélioré notre connaissance de leur diversité génétique et de leurs capacités métaboliques communes et accessoires. Cependant, leur longue histoire évolutive, leur absence de spécificité morphologique, leur grande plasticité phénotypique et génotypique ont rendu difficile la définition d'unités taxonomiques fonctionnellement et écologiquement significatives, qui s’avèrent indispensables pour établir les liens entre diversité génétique, génomique et niche écologique et ainsi mieux comprendre leur distribution actuelle et future.

**Objectifs**
- Dans ce contexte, les principaux objectifs du projet _CyanoTaxa_ seront de:
- Définir des unités taxonomiques fonctionnelles au sein des a-cyanobactéries en intégrant **phénotype**, **génotype** et **habitat**, avec un focus particulier sur les taxons non représentés en culture et dans les bases de génomes et ceux présents dans les eaux côtières, plus particulièrement soumises aux stress anthropiques, et qui ont été largement sous-étudiés jusqu'à présent.
- Utiliser ce système de classification optimisé de décrire et modéliser les niches environnementales et métaboliques afin d’identifier les spécificités fonctionnelles des différents taxons et les **voies métaboliques impliquées dans la survie des différentes espèces dans leurs niches spécifiques**.
- Mettre en évidence **l’enveloppe de variabilité génétique et fonctionnelle « naturelle »** de ces communautés à différentes échelles spatiales et temporelles et les variations associées au **changement global** (évènements climatiques exceptionnels) ou autres **altérations d’origine anthropique** (eutrophisation, pollution)

**Méthodes**- **Résultats attendus**
- En combinant des approches de bioinformatique/biologie computationnelle, d’océanographie, de physiologie et de biologie moléculaire, le projet CyanoTaxa devrait ainsi fournir un nouvel éclairage sur les liens entre diversité phylogénétique, fonctions et habitats au sein des a-cyanobactéries qui constitue une étape indispensable afin de : i) mieux comprendre comment les facteurs environnementaux déterminent les processus d’évolution à différentes échelles temporelles (micro vs. macro-évolution), ii) déterminer comment les spécificités métaboliques influencent l’adaptation et la survie des différents écotypes dans des niches écologiques spécifiques, et enfin iii) comprendre la distribution actuelle mais également essayer de prédire l'effet du changement global, et plus généralement des activités anthropiques, sur ces organismes en mettant en évidence les variations associées aux altérations du milieu naturel d’origine anthropique (eutrophisation, pollution) par rapport à leur enveloppe de variabilité génétique et fonctionnelle « naturelle ». Globalement, le projet CyanoTaxa devrait donc permettre de mieux appréhender les facteurs environnementau