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Éducation

B.Sc. Biologie Université de Moncton
M.Sc. Microbiologie Université de Montréal
Ph.D. Microbiologie Université Laval
Postdoctorat Génétique et biologie moléculaire Harvard University
Massachusetts General Hospital
Cold Spring Harbor Laboratory

Profil

J’ai toujours eu un intérêt pour les sciences biologiques.  Une bonne partie de ma jeunesse et de mon temps libre était occupé par des excursions sans fin en forêt. Mon intérêt pour la recherche a débuté par une formation en biologie et un majeur en écologie à l’Université de Moncton, Nouveau Brunswick.  Durant la dernière année de mon baccalauréat, un cours en microbiologie m’a fait réaliser que les microorganismes occupent toutes les niches de la biosphère, incluant celles des zones extrêmes. Bref, les bactéries semblaient capables « de faire n’importe quoi n’importe où» dans tous les écosystèmes.  Les bactéries ont un rôle fondamental dans plusieurs cycles dont celui du carbone, de l’azote et de la biogéochimie. Ils jouent également un rôle déterminant chez les plantes, les animaux et les humains pour la santé et quelque fois dans la maladie, où leur impact est spectaculaire. 
 
Ma première véritable expérience avec la grande ville et la recherche à débuté à l’Université de Montréal pour une maîtrise en microbiologie. Durant cette période, j’ai étudié les interactions microbes-microbes et microbes-hôte de la bactérie Staphylococcus aureus et de la levure Candida albicans en culture mixte en continue dans un bioréacteur chemostat et dans un modèle murin d’infection aigue.  J’ai décidé de poursuivre au doctorat en microbiologie médicale à l’Université Laval. C’est là que j’ai véritablement développé ma passion pour la recherche en génétique bactérienne et en biologie moléculaire en étudiant la résistance des bactéries aux antibiotiques.  J’ai développé un intérêt également pour la compréhension du mode d’action des enzymes beta-lactamases, l’enzymologie et la biologie structurale des enzymes hydrolysant les pénicillines, les céphalosporines et les antibiotiques de dernière génération.
 
 Avec mon diplôme de Ph.D. et une bourse de chercheur postdoctorale du Conseil de recherche médicale du Canada, j’ai décidé de tenter ma chance à l’Université de Harvard où je voulais étudier les éléments génétiques mobiles, apprendre toutes les méthodes à ma portée en biologie moléculaire et revenir à Québec  en tant que chercheur autonome. J’ai eu l’occasion de faire plusieurs stages dans d’excellents laboratoires et d ‘apprendre à écrire des demandes de subventions et des publications scientifiques. Un été à Cold Spring Harbor dans le laboratoire Delbruck m’a convaincu que la génétique bactérienne et les nouvelles technologies ouvriraient la voie à la génomique, à la biologie structurale et à la bio-informatique, toutes disciplines confondues en sciences.
 
De retour au Canada, j’ai décroché une bourse de chercheur boursier du FRSQ et un poste au département de microbiologie  de la Faculté de médecine. Actuellement,  mon programme de recherche est multidisciplinaire et à la fine pointe des technologies. Je m’intéresse toujours aux bactéries et  les interactions avec l’hôte mais dans une approche de biologie intégrative et des systèmes.

Programme de recherche

Tous mes travaux de recherche sont totalement intégrés aux activités de l’IBIS.  Je m’intéresse particulièrement à utiliser le concept de la biologie intégrative et des systèmes en lien avec la biologie cellulaire et moléculaire, la génomique, la biologie structurale et la bio-informatique appliqué à la microbiologie. Mes trois  objectif est de mieux définir « la biologie » des infections bactériennes, de découvrir de nouvelles cibles et de nouvelles molécules à fort potentiel thérapeutique.
 
Mon laboratoire étudie la pathogénèse bactérienne causant des infections pulmonaires chroniques en fibrose kystique. Nous accordons une attention particulière à la réponse immunitaire via l’analyse du génome et du transcriptome humain dans un contexte de médecine personnalisée.  Dans un premier temps, nous concentrons nos efforts sur un modèle murin d’infection pulmonaire chronique en utilisant le pathogène opportuniste Pseudomonas aeruginosa.  L’analyse fine des mécanismes biologiques impliqués vise à identifier les gènes et leurs produits essentiels à l’initiation et au maintient de l’infection.  Mise à part la compréhension des mécanismes biologiques, ces travaux ouvrent la voie à la découverte de nouvelles cibles antibactériennes.  (Subventionné par les IRSC et le FRSQ-RSR-IRSC)
 
Un deuxième projet de recherche est l’étude de la biosynthèse du peptidoglycane bactérien et le développement de nouveaux antimicrobiens. Nous visons à mieux comprendre le rôle des enzymes Mur impliqués et de leur inhibition donnant un phénotype létale. L’approche génomique et transcriptomique permettra d’identifier de nouveaux gènes régulateurs. L’utilisation de la biologie structurale via la modélisation moléculaire des interactions peptides-enzymes permet de définir les paramètres pour la synthèse de molécules peptidomimétiques à fort potentiel thérapeutique.   (Subventionné le programme en équipe IRSC-UK et le CRSNG)  
 
Un exemple de la biologie intégrative au laboratoire est l’étude de la tordeuse des bourgeons de l’épinette produisant un arsenal de peptides ayant de multiples fonctions. Les insectes représentent 67 % des toutes les espèces de la biosphère et sont une source inépuisable de nouvelles molécules ayant des applications en médecine et en biotechnologie  Le séquençage et l’assemblage du génome de 450 Mb de Choristoneura fumiferana (tordeuse des bourgeons de l’épinette) vise à en faire un organisme modèle en émergence.  La connaissance du génome et du transcriptome servira de modèle pour le séquençage des autres espèces de tordeuse, pour la génomique comparative  des lépidoptères, l’étude du mécanisme de la spéciation des espèces et pour la production de peptides antimicrobiens, antifongique et anticancéreux.  (Subventionné par Génome Québec et contrats privés).

Publications

Périnet, S., Kukavica-Ibrulj, I., Jeukens, J., Boyle, B., Nguyen, T.T.A., Maaroufi, H., Ouellet, M., Audrey, N., Charette, S. and Levesque, R.C. 2014. Molybdate transporter ModABC is essential for Pseudomonas aeruginosa chronic lung infection, anaerobic growth and biofilm formation. PLoS Pathogen (en préparation). 
 
Cusson, M., Maaroufi, H., Boyle, B., Nisole, A., Laroche, J., Brunet, B., A. Kukavica-Ibrulj, I., Belliveau, C., Lucarroti, C., Doucet, D., Sperling, F., Dewar, K., and Levesque, R.C. 2014. Sequence of the genome of the spruce budworm Choristoneura fumiferana: a model for studying ecogenomics of a forest pest and insect speciation. Genome Biology  (en préparation).

Paquet-Bouchard, C., Nguyen, T.T. A., Blais, S., Kukavica-Ibrulj, I., Mihalyi, A., Maaroufi, H., Lloyd, A., Devost, E., Roper, D., Dowson, C.G., Bugg, T.D.H., Biron, E. and Levesque, R.C. 2014. The P1 protein antibiotic from phage AP205 is an inhibitor of MurA, MurB, MurE and MraY essential in bacterial cell wall biosynthesis. Nature Chemical Biology (en préparation).

Molina, J., Hernandez-Chinas, U., Lloyd, A., Bugg, T.D.H., Roper, D., Dowson, C., and Levesque, R.C. 2014. Structure function and development of inhibitors of Mur enzymes. Nature Drug Discovery (en préparation).

Comeau, A., Jacobi, V., Bouvet, G., Henrissat, B., Dufour, J., Laroche, J., Levesque, R. C. and Bernier, L. 2014. Chracterization of the genome of Ophiostoma novo-ulmi, the fungal agent of Dutch elm disease. Genome Research (en préparation).

Lemieux, A.A., Kukavica-Ibrulj, I., Boyle, B., Fothergill, J.A., Filion, G., Dekimpe, V., Winstanley, C., Charette, S., Déziel, E., Levesque, R.C. 2014. Genes from prophage islands of the accessory genome of the Pseudomonas aeruginosa LESB58 epidemic strain are essential for chronic pulmonary infection. PLoS Pathogen (en préparation).

Bianconi, I., Jeukens, J., Franco, B.A., Facchini, M., Boyle, B., Molinaro, A., Tummler, B., Levesque, R.C. , and Bragonzi, A. 2014. Genome sequence and functional comparative genomics of Pseudomonas aeruginosa RP73: defining host-bacterial interactions in a persistent lifestyle. PLoS Pathogen (en preparation).  
 
Kouidmi, I., Levesque, R.C., and Paradis-Bleau, C. 2014. The biology of Mur ligases as an antibacterial target. Molecular Microbiology (accepté en revision).
 
Jeukens, J., Boyle, B., Kukavica-Ibrulj, I., Ouellet, M. M., Aaron, S., Charette, S., Fothergill, J., Tucker, N.P., Winstanley, C. and Levesque, R.C. 2014. Comparative genomics of isolates of a Pseudomonas aeruginosa epidemic strain associated with chronic lung infections of Cystic Fibrosis patients. PLoS One (sous presse).
 
Young, A.T.Y., Janot, L., Pena, O.M., Neidig, A., Kukavica-Ibrulj, I., Hilchie, A., Levesque, R.C., Overhage, J., and Hancock, R.E. 2014. Requirement of the Pseudomonas aeruginosa CbrA sensor kinase for full virulence in a murine acute lung infection model. Infection and Immunity (sous presse).
 
Jeukens, J., Kukavica-Ibrulj, I., Boyle, B., Tucker, N., and Levesque R.C. 2013. Chapter 43. Strategy for genome sequencing analysis and assembly for comparative genomics of P. aeruginosa; In: Methods in Pseudomonas aeruginosa (Filloux, A. and Ramos, J.L., Editors), Springer Protocols. (sous presse).
 
Kukavica-Ibrulj, I., and Levesque, R.C. 2013. Chapter 41. Signature-Tagged mutagenesis; In: Methods in Pseudomonas aeruginosa (Filloux, A. and Ramos, J.L., Editors), Springer Protocols. (sous presse).
 
Kukavica-Ibrulj, I., Bragonzi, A., and Levesque, R.C. 2013. Chapter 58. Assessing virulence using mammalian host models: acute and chronic infection models. In: Methods in Pseudomonas aeruginosa (Filloux, A. and Ramos, J.L., Editors), Springer Protocols.  (sous presse).
 
Stewart, L., Ford, A., Sangal, V., Jeukens, J., Boyle, B., Kukavica-Ibrulj, I., Caim, S., Crossman, L., Hoskisson, P.A., Levesque, R. C. and Tucker, N. 2013. Draft genomes of twelve host adapted and environmental isolates of Pseudomonas aeruginosa and their position in the core genome phylogeny. Pathogens and Disease  doi: 10.1111/2049-632X.12107. [Epub ahead of print.
 
Jeukens, J., Boyle, B., Bianconi, I., Kukavica-Ibrulj, I., Tummler, B., Bragonzi, A. and Levesque, R. C. 2013. Complete genome sequence of persistent Cystic Fibrosis isolate Pseudomonas aeruginosa strain RP73.  Genome Announcements  pii: e00568-13. doi: 10.1128/genomeA.00568-13.
 
Forgetta, V., Levesque, G., Dias, J., Grove, D., Lyons, R Jr, Genik, S., Wright, C., Singh, S., Peterson, N., Zianni, M., Kieleczawa, J., Steen, R., Perera, A., Bintzler, D., Adams, S., Hintz, W., Jacobi, V., Bernier, L., Levesque, R. C. and Dewar, K. 2013. Sequencing of the Dutch elm disease fungus genome using the Roche/454 GS-FLX Titanium system in a comparison of multiple genomics core facilities. Journal of Biomolecular Techniques 24: 39-49.
 
Michaud, F.T., Havugimana, P.C., Duchesne, C., Sanachagrin, F., Bernier, A., Levesque, R. C. and Garnier, A. 2012. Cell culture tracking by multivariate analysis of raw LCMS data.  Applied Biochemistry and Biotechnology 167: 474-488.
 
Cusson, M., Stolz, D., Lapointe, R., Béliveau, C., Nisole, A., Volkoff, A.-N., Drezen, J.-M., Maaroufi, H. and Levesque, R. C. 2011. Genomics of banchine ichnoviruses: insights into their relationship to bracoviruses and campoplegine ichnoviruses. In: Parasitoid Viruses, ed. by N. Beckage and J-M Drezen.
 
Boyle, B., Fernandez, L., Laroche, J., Kukavica-Ibrulj, I., Mendes, C.M.F., Hancock, R.W., and Levesque, R. C. 2012.  Complete genome sequences of three Pseudomonas aeruginosa isolates with phenotypes of Polymyxin B adaptation and inducible resistance. Journal of Bacteriology 194:529-530.
 
Breidenstein, E.B., Janot, L., Strehmel, J., Fernandez, L., Taylor, P.K., Kukavica-Ibrulj, I., Gellaly, S.L., Levesque, R.C., Overhage, J. and Hancock, R.E. 2012. The lon protease is essential for full virulence in Pseudomonas aeruginosa. PLoS One 7: e49123. doi: 10.1371.
 
Bianconi, I., Milani, A., Cigana, C., Paroni, M., Bertoni, G., Levesque, R.C., and Bragonzi, A. 2011. Positive signature-tagged mutagenesis in Pseudomonas aeruginosa: tracking patho-adaptive mutations promoting airways chronic infection. PLoS Pathogen 7: e1001270.

Jeukens, J., Boyle, B., Kukavica-Ibrulj, I., St-Cyr, J., Levesque, R.C., and Bernatchez, L.  2011.  BAC library construction, screening and clone sequencing of lake whitefish (Coregonus cluapeformis, salmonidae) towards elucidation of adaptive species divergence. Molecular Ecology Resources DOI: 10.1111/j.1755-0998.2011.02982.x.

Boulette, M. L., Baynham, P. J., Jorth, P.A., Kukavica-Ibrulj, I., Longoria, A., Barrera, K., Levesque, R.C. and Whiteley, M. 2010. Characterization of alanine scanning metabolism in Pseudomonas aeruginosa and its importance for proliferation in vivo.  Journal of Bacteriology 421: 263-272.
 
Winstanley, C., Fothergill, J., Kukavica-Ibrulj, I., Paradis-Bleau, C., Langille, M., Sanschagrin, F., Thompson, N., Winsor, G., Thornhill, J., Hancock, R.W., Brinkman, F. and Levesque, R. C. 2009. Genome sequence of Pseudomonas aeruginosa LESB58 and newly introduced genomic prophage islands are critical determinants of in vivo competitiveness in the Liverpool epidemic strain. Genome Research 19: 12-23.

Gooderham, W. J, Gellatly, S. L., Sanschagrin, F., McPhee, S., Bains, M., Cosseau, C., Levesque, R. C., Hancock, R.W. 2009. The sensor kinase PhoQ mediates virulence in Pseudomonas aeruginosa. Microbiology 155: 699-711.

Paradis-Bleau, C., Lloyd, A., Sanschagrin, F., Clarke, T., Blewett, A., Dowson, C., Roper, D., Bugg, T.D.H., and Levesque, R.C. 2009. Small peptide inhibitor of MurF essential in peptidoglycan biosynthesis: a lead compound for development of novel antimicrobial agents. BMC Biochemistry 9: 1-11.

Paradis-Bleau, C., Lloyd, A., Sanschagrin, F., Maaroufi, H., Clarke, T., Blewett, A., Dowson, C., Roper, D., Bugg, T.D.H., and Levesque, R.C. 2009. Pseudomonas aeruginosa MurE amide ligase: enzyme kinetics and peptide inhibitor. Biochemical Journal 421: 263-272.

Kukavica-Ibrulj, I., Bragonzi, A., Paroni, M., Winstanley, C., Sanschagrin, F., O’Toole, G., and Levesque, R.C. 2008. In vivo growth of Pseudomonas aeruginosa strains PAO1 and PA14 and the hypervirulent strain LESB58 in a rat model of chronic lung infection. Journal of Bacteriology 190: 2804-2813.

Lloyd, A. J., Gilbey, A.M., Blewett,T., De Pascale, G., El Zoeiby, A., Levesque, R.C., Catherwood, A.C., Tomasz, A, Bugg TD, Roper. D.I., Dowson, C. G. 2008. Characterization of tRNA-dependent peptide bond formation by MurM in the synthesis of Streptococcus pneumoniae peptidoglycan. Journal of Biological Chemistry 283: 6402-6417.

Taha MO, Atallah N, Al-Bakri AG, Paradis-Bleau C, Zalloum H, Younis KS, Levesque RC. 2008. Discovery of new MurF inhibitors via pharmacophore modeling and QSAR analysis followed by in-silico screening. Bioorganic and Medicinal Chemistry 16: 1218-1235.

Warren, R. L., Freeman, D. J., Levesque, R. C., Smailus, D., Flibotte, S., and Holt, R.A. 2008. Transcription of foreign DNA in Escherichia coli. Genome Research 11: 1798-1805.

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