Description du projet
L’évolution des bactériophages sous l’effet d’une infection concomitante
Les bactériophages, ou phages en abrégé, sont des virus qui infectent spécifiquement les bactéries et s’y répliquent. Les phages peuvent échanger du matériel génétique entre eux et recombiner leur génome avec l’ADN de l’hôte, ce qui influence le mosaïcisme du génome du phage et l’évolution qui s’ensuit. Financé par le Conseil européen de la recherche, le projet MULTIPHAGE fera appel à des technologies omiques et à des analyses expérimentales de systèmes modèles en culture pour faire progresser la compréhension de la coévolution phage-phage et phage-hôte. L’hypothèse de travail est que l’évolution des phages est également déterminée par l’infection simultanée de l’hôte bactérien par plusieurs phages. Étant donné le rôle que jouent les phages dans le transfert horizontal de gènes et le contrôle de la population bactérienne, les résultats du projet pourraient améliorer diverses applications biotechnologiques et médicales.
Objectif
Phage genomes represent an impressive mosaicism with different genomic regions having distinct evolutionary histories resulting from horizontal gene transfer. By initiating an estimated 10^25 bacterial infections globally every second, phages encounter and recombine with DNA of the host or of prophage origin, further adding to their genome mosaicism. Accumulating evidence, including from my work, suggest that the simultaneous infection of bacterial host by multiple phages (co-infection) could also be an important driver of phage genome evolution. However, methodological limitations have so far prevented rigorous testing of this hypothesis due to failure of studying phage co-infection in natural settings. MULTIPHAGE will overcome these limitations by developing a novel approach for precisely deciphering how phage co-infection governs the co-evolutionary dynamics of phage genomes by pursuing three objectives. First, my team will quantify the prevalence of phage co-infection by constructing phage-host infection networks. Then, we will decipher the co-evolutionary relations of phage genes with no detectable sequence homology, using the novel concept of clusters of orthologous structures (COSs) and reconstructing structural phylogeny. Finally, we will unearth phage-phage interaction and co-infection strategies in high resolution by taking advantage of cultured model systems containing multiple phages co-infecting a single bacterial host population. To achieve these objectives, we will combine integrated omics methods (metaHiC proximity ligation, long-read metagenomic sequencing, and single-cell amplified genomics), COSs and structural phylogeny with high-resolution experimental confirmation of co-infection strategies. With its ground-breaking approach, MULTIPHAGE will transform our view of phage-host co-evolution by uncovering how phage co-infection and broad host range modulate the complexity of the infection network, clarifying its enigmatic co-evolutionary dynamics.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
750 07 Uppsala
Suède