Information Génomique et Structurale (IGS)

Laboratoire ayant des expertises en biologie structurale, en génomique et en bioinformatique.
pionniers dans le séquençage de nombreux génomes bactériens, dans le domaine de la génomique structurale et dans le développement des outils bioinformatiques nécessaires à ces études.
Implication dans la caractérisation du premier virus « géant » (Mimivirus) en 2003.

bioinformatique, génomique structurale, génomique, rickettsies, brucella, borrelia, tropheryma, virus géant, mimivirus, mimiviridae, virologie environnementale, métagénomique, phylogeny, pandoravirus, pithovirus, mollivirus, marseillevirus, cedratvirus, pacmanvirus, virophage, transpovirons, génome, pangénome, Megavirus chilensis, Pandoravirus salinus, Pithovirus sibericum, Acanthamoeba castellanii, virus icosaédrique, Pandoraviridae, pergélisol, virion, Marseilleviridae, virologie, biologie cellulaire, transcriptomique, métagénomique, protéomique, proto-cellules, omics, voie métabolique unique.

Thématique(s) : Santé et sciences de la vie

Directeur(s) / Chef(s) : Chantal ABERGEL

Adresse : Parc Scientifique de Luminy – 163 Avenue de Luminy – Case 934 13288, Marseille cedex 09, France

Site internet : https://www.igs.cnrs-mrs.fr/


Pôle / Axe #1 : Structure, Génomique et biologie des virus géants

Expertises :

Les structures fournissent des indices sur la fonction possible des protéines.

Nous abordons les travaux structuraux à la fois in silico, en utilisant alphaFold, et expérimentalement, par l’expression de protéines dans des bactéries, la biochimie et la biophysique (cristallographie, RMN, RPE, CryoEM).

Ces approches sont utilisées pour valider des hypothèses fonctionnelles ou pour caractériser les protéines ORFan et obtenir des indices fonctionnels. Des travaux biochimiques sont réalisés pour valider les fonctions prédites.

Les études in vivo sont réalisées à l’aide de deux approches :

– Le marquage endogène des protéines virales en utilisant la génétique virale et l’imagerie pendant le cycle infectieux ainsi que des expériences de pull-down pour identifier les partenaires possibles.

– Transfection de plasmides permettant l’expression du gène d’intérêt fusionné avec un marqueur rapporteur de fluorescence dans l’Acanthamoeba pour étudier la localisation de la protéine d’intérêt pendant le cycle infectieux et réaliser des expériences de pull-down.

Des outils génétiques ont été récemment développés pour les virus à phase nucléaire (CrispR/Cas9) et les virus à cycle infectieux cytoplasmique (recombinaison homologue). Nous nous intéressons également à l’assemblage et à l’empaquetage du génome dans le virion ainsi qu’à l’organisation du génome de virus de différentes familles à l’intérieur des capsides virales.

Ressources :

Cellular biology:

  • 2 L2 rooms, 7 PSM
  • 3 fluorescence microscopes (1 Zeiss Axio)
  • 1 Nanolive
  • 4 incubators
  • PCR,
  • 2 ultracentrifuges

Biochemistry:

  • 1 PSM

Microbiology :

  • 1 Aktä explorer 10S
  • 1 Aktä 3D,
  • 1 Aktä Prime,
  • 1 Nanodrop, Qubit.

Structural biology:

  • Crystallization robot “Mosquito”,
  • Xray diffractometer (Oxford Xcalibur PX-Ultra, un speedvac SPD131 ThermoFischer).
  • Access to EM, SAXS and X-ray crystallography international facilities.

Projets majeurs :

structural biology, cryo electronic microscopy

Type(s) de collaboration recherchée(s) :

  • CIFRE
  • Peu de prestation

Mots clefs : biologie structurale, cryo-microscopie électronique

Date de mise à jour : 22/08/2023


Pôle / Axe #2 : Metalloprotéines et Protéines liant les acides nucléiques

Expertises :

Nommés en raison de leur taille microscopique et de leur énorme complexité génomique, les virus géants représentent une classe de virus unique sur le plan biologique, récemment découverte, qui a évolué avec ses hôtes pour contrôler un composant essentiel et omniprésent de la quasi-totalité des écosystèmes terrestres et aquatiques.

Malgré leur importance écologique et leurs protéomes uniques, on sait peu de choses sur les voies de signalisation qui permettent leur cycle de vie unique, y compris l’infection de l’hôte et la réplication semi-autonome. Notre équipe se concentre sur les métalloprotéines et les protéines impliquées dans les modifications post-traductionnelles, y compris la phosphorylation et la sumoylation. Notre objectif global est d’étudier les mécanismes de signalisation dans le cycle de vie du virus géant et l’interaction hôte-amibe en utilisant des approches biologiques spatiales/temporelles/structurelles combinant la bioinformatique, l’édition de gènes, la protéomique, l’imagerie in vivo, la biophysique et la biologie structurale.

Ces études devraient révéler comment les virus géants orchestrent leur cycle de vie et manipulent le cycle cellulaire des amibes.

Ressources :

Cellular biology:

  • 2 L2 rooms, 7 PSM
  • 3 fluorescence microscopes (1 Zeiss Axio)
  • 1 Nanolive
  • 4 incubators
  • PCR,
  • 2 ultracentrifuges

Biochemistry:

  • 1 PSM

Microbiology :

  • 1 Aktä explorer 10S
  • 1 Aktä 3D,
  • 1 Aktä Prime,
  • 1 Nanodrop, Qubit.

Structural biology:

  • Crystallization robot “Mosquito”,
  • Xray diffractometer (Oxford Xcalibur PX-Ultra, un speedvac SPD131 ThermoFischer).
  • Access to EM, SAXS and X-ray crystallography international facilities.

Projets majeurs :

structural biology, metalloproteins, biophysics, proteins, drug design, macromolecular interactions

Type(s) de collaboration recherchée(s) :

  • CIFRE
  • Peu de prestation

Mots clefs : expression/purification de protéines recombinantes dans E. coli, nano-DSF, biologie structurale (cristallographie aux rayons X, SAXS)

Date de mise à jour : 22/08/2023


Pôle / Axe #3 : Bioinformatique et Génomique

Expertises :

Nous étudions la diversité, l’évolution, les régulations génomiques et les interactions des virus géants en utilisant diverses approches omiques. Notre objectif est de répondre aux questions suivantes : quelle est la diversité et l’abondance de ces virus ? pourquoi codent-ils autant de gènes dans leur génome ? comment évoluent-ils ? comment sont-ils régulés ? comment interagissent-ils avec leurs hôtes et les autres parasites ? Ces questions sont abordées à l’aide d’une multitude de données omiques que nous analysons et intégrons à l’aide de la bioinformatique. Ces données comprennent la génomique, la génomique comparative, la phylogénomique, la métagénomique, la transcriptomique, la protéomique et l’épigénomique. Nous travaillons en étroite collaboration avec les autres équipes du laboratoire pour combiner ces approches “omiques”/bioinformatiques avec des approches expérimentales.

Ressources :

3 computing clusters (25 Dell1850, 12 Dell M605, 4 Dell 6420) : 372 cores.

3 SMP nodes (Dell R910 – 1 To RAM, Dell R920 – 1 To RAM, Dell 940 – 256 Go RAM).

1 GPU node (Dell T640 – 4 RTX 8000).

2 Virtualisation hosts (Dell R620). Total storage : 400 To.

Access to national computing node (IDRIS).

Projets majeurs :

Type(s) de collaboration recherchée(s) :

  • CIFRE
  • Peu de prestation

Mots clefs : Bioinformatique, génomique, évolution, régulation

Date de mise à jour : 22/08/2023


Pôle / Axe #4 : Commensalisme viral

Expertises :

La découverte révolutionnaire du Mimivirus, le premier virus visible au microscope optique, a ouvert un tout nouveau domaine de recherche en virologie. Au cours des 15 dernières années, une centaine d’autres membres de la famille des Mimiviridae ont été isolés dans divers environnements, dont environ 1/3 ont été entièrement séquencés. Les Mimiviridae ont en commun la capacité de développer un organite transitoire dans le cytoplasme de l’hôte, l’usine virale. On a rapidement découvert que cet organite viral spécifique pouvait lui-même être la cible d’une infection virale par des virus plus petits, appelés virophages. Ces derniers utilisent les mêmes éléments de régulation que leur virus hôte et sont donc capables de détourner l’usine virale pour leur propre réplication. Outre l’infection par les virophages, les membres de la famille des Mimiviridae ont été associés à une autre classe d’éléments d’ADN mobiles appelés transpovirons, ce qui rend leur mobilome particulièrement complexe parmi les familles connues de grands virus à ADN. Ceci soulève la question du rôle de chaque partenaire dans ce “ménage à quatre” (hôte/virus/virophage/transpoviron) et de leur contribution à l’histoire et à l’évolution des Mimiviridae. Notre équipe combine différentes approches (protéomique, transcriptomique, structurale, fonctionnelle et cellulaire) afin de comprendre le rôle des protéines du mobilome et la nature et la spécificité de leurs interactions dans cette relation complexe.

Ressources :

Cellular biology:

  • 2 L2 rooms,
  • 7 PSM,
  • 3 fluorescence microscopes (1 Zeiss Axio),
  • 1 Nanolive,
  • 4 incubators,
  • PCR,
  • 2 ultracentrifuges.

Biochemistry:

  • 1 PSM Microbiology ,
  • 1 Aktä explorer 10S,
  • 1 Aktä 3D,
  • 1 Aktä Prime,
  • 1 Nanodrop,
  • Qubit.

Structural biology:

  • Crystallization robot “Mosquito”,
  • Xray diffractometer (Oxford Xcalibur PX-Ultra, un speedvac SPD131 ThermoFischer).
  • Access to EM, SAXS and X-ray crystallography international facilities.

Projets majeurs :

Jeudy et al. Exploration of the propagation of transpovirons within Mimiviridae reveals a unique example of commensalism in the viral world. ISMEJ 14, pages 727–739 (2020) doi: 10.1038/s41396-019-0565-y

Type(s) de collaboration recherchée(s) :

  • CIFRE
  • Peu de prestation

Mots clefs : proteomic, transcriptomic, structural biology, cellular biology

Date de mise à jour : 22/08/2023


Pôle / Axe #5 : Robotique et IA

Expertises :

Les mers et les océans sont des réservoirs exceptionnels de virus et de leurs hôtes. Cependant, les méthodes d’échantillonnage actuelles ne sont pas toujours adaptées à l’exploration de ces environnements. Une partie du laboratoire est donc dédiée au développement de technologies d’échantillonnage et d’observation.

Ressources :

– Sampling Glider GrayWhale (autonomy 2600 km)
– ROV linked by a radio-controlled surface beacon (range 17km)

Projets majeurs :

– ANR Astrid ROV
– Exemplary Mediterranean Front 2030 (FAMEX 2030)

Type(s) de collaboration recherchée(s) :

  • CIFRE
  • Peu de prestation

Mots clefs : robotique, échantillonnage, mer et océan

Date de mise à jour : 22/08/2023