Thèse Analyse à Large Échelle des Viromes de l'Eau dans une Perspective One Health du Suivi de la Diversité des Écosystèmes Aquatiques Continentaux à la Surveillance des Maladies Émergentes Virh20 H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1 École doctorale : E2M2 - Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation Laboratoire de recherche : CIRI - CENTRE INTERNATIONAL DE RECHERCHE EN INFECTIOLOGIE Direction de la thèse : Laurence JOSSET ORCID 0000000271581186 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-15T23:59:59 Le projet de thèse VirH20me propose d'explorer la diversité virale des écosystèmes aquatiques continentaux à large échelle (eaux usées, rivières, lacs, nappes souterraines, glaciers) dans une perspective One Health. Grâce aux approches de métagénomique environnementale, les séquences nucléiques virales présentes dans les milieux aquatiques apparaissent comme des sentinelles intégratrices des interactions entre santé humaine, animale et environnementale. Cette thèse vise à caractériser le virome aquatique à large échelle - incluant les virus eucaryotes et les bactériophages - à partir d'une méta-analyse des archives internationales de métagénomique et de métatranscriptomique shotgun. Le projet vise à identifier de nouvelles espèces virales émergentes, à étudier les interactions virus-hôtes et à analyser l'influence des facteurs environnementaux et anthropiques sur la structuration des viromes aquatiques. Par une approche interdisciplinaire à l'interface de la bioinformatique, de la géographie environnementale et de la virologie, ce projet de thèse développera, à partir de signatures viromiques, des indicateurs de santé globale pouvant servir d'outils de surveillance précoce des risques infectieux et des perturbations écologiques. L'essor du séquençage haut débit et des approches métagénomiques a profondément transformé la détection et la surveillance des agents infectieux en révélant une diversité virale jusqu'alors inaccessible [1]. Ces méthodes, appliquées à l'ADN et à l'ARN environnementaux (i.e. eDNA et eRNA), permettent désormais de détecter des signatures de pathogènes dans les milieux naturels [2], de documenter leur distribution spatio-temporelle et d'alimenter des systèmes d'alerte précoce, sous réserve de validations ciblées. Elles offrent ainsi une opportunité majeure pour identifier l'émergence de virus humains, animaux ou zoonotiques avant même l'apparition de signalements cliniques.
Dans ce contexte, l'eau et les sédiments provenant des milieux aquatiques constituent des matrices de prélèvement particulièrement pertinentes. Par exemple, les eaux usées collectées dans les stations d'épuration sont devenues des sentinelles épidémiologiques efficaces [3], capables d'intégrer les signaux faibles issus de larges populations, et de révéler la circulation d'agents infectieux à l'échelle des territoires. Au-delà de la simple détection de pathogènes connus, la métagénomique des eaux usées permet de caractériser le virome, c'est-à-dire l'ensemble des virus présents, dont la grande majorité demeure souvent inconnue, i.e. la matière noire virale. Elle a également permis d'identifier des signatures associées aux dynamiques urbaines et aux activités humaines [4]. Plus largement, l'eau et les sédiments des rivières, des lacs, des estuaires et des nappes phréatiques collectent et intègrent en continu des microorganismes, des virus et les acides nucléiques provenant de multiples sources. Ces écosystèmes aquatiques représentent ainsi de véritables archives des interactions biologiques et des circulations d'agents infectieux [5].
Malgré ce potentiel, les écosystèmes aquatiques continentaux contrairement aux océans [6,7] restent encore peu explorés sous l'angle de leur diversité virale [8]. A l'échelle d'un organisme hôte ou d'une population, cette diversité du virome et en particulier celle des bactériophages (i.e. virus infectant les bactéries) peut être utilisée comme une signature précoce de la dysbiose associée aux pathologies humaines ou animales [9]. Hormis les eaux usées, le virome des milieux aquatiques n'a encore jamais fait l'objet d'étude intégrée à grande échelle, notamment à l'échelle planétaire, mettant en relation des indicateurs globaux de santé humaine, animale et environnementale dans une approche « One Health ». Dans ce contexte, et compte tenu du rôle majeur des virus dans la régulation du microbiote environnemental, le concept de dysbiose médiée par les bactériophages pourrait être étendu à l'échelle des écosystèmes aquatiques continentaux.
Cette limite est notamment liée à la difficulté d'annoter et de contextualiser les immenses volumes de données métagénomiques disponibles dans les archives internationales (près de 60 petabytes de données de séquences archivées sont sous exploitées), et d'en extraire la composante virale. En effet plus de 90% des séquences des métagénomes environnementaux ne correspondent à aucune espèce connue, suggérant l'énorme potentiel en terme de découverte de nouveaux virus. De nombreuses initiatives travaillent à établir un catalogue complet du virome du métagénome humain ou océanique à l'échelle planétaire sur la base de ces données [10,11,12,13], mais aucune d'entre elles n'a réellement tenté de décrire la virosphère des écosystèmes aquatiques continentaux. Le développement récent de la plateforme numérique Virome@tlas, lauréat de l'appel à projet structurant ShapeMed@Lyon, reposant sur l'intégration massive de données viromiques environnementales et de métadonnées géographiques, ouvre désormais la possibilité d'explorer ces questions à l'échelle globale dans une perspective One Health.
Dans ce projet de thèse, nous faisons l'hypothèse que le virome des écosystèmes aquatiques continentaux peut être utilisé comme un indicateur intégré de santé globale, reflétant à la fois les dynamiques écologiques, les activités humaines et la circulation des microorganismes pathogènes ou non pathogènes. Dans une perspective One Health, l'étude intégrée du virome des eaux usées et des milieux aquatiques continentaux ouvre ainsi la voie à une surveillance plus large, sensible et proactive des risques infectieux à l'interface entre santé humaine, animale et environnementale.

Les compétences recherchées pour ce projet de thèse sont :
- des compétences en bioinformatique, en métagénomique virale et en analyse statistique des données
- une appétence pour la manipulation de larges jeux de données omiques et géographiques
- de bonnes aptitudes à la communication en anglais
- autonomie, capacité organisationnelle, travail en équipe interdisciplinaire

• Statistiques
• Anglais
• Travail en équipe
• Autonomie
• Bio-informatique