Nicolas Derome

Recherche

L’objectif à long terme de mon programme de recherche est d’expliquer et prédire les contributions des communautés microbiennes endogènes, appelées microbiotes, à la biologie de leur organisme hôte. Cette thématique cible un phénomène majeur de l’évolution, les symbioses. Les Métazoaires ont pu évoluer pour occuper différentes niches écologiques en forgeant des alliances stratégiques avec des communautés de micro-organismes colonisant leurs surfaces corporelles, les microbiotes. Les métagénomes des microbiotes codent pour des traits absents du génome de leur hôte, soit ~ 250 000 gènes bactériens uniques chez l’humain. Par exemple, le microbiote intestinal exerce une influence sur la biologie de l’hôte par une action directe sur l’immunité, le métabolisme énergétique, et même sur son comportement en interagissant avec le système nerveux central (axe intestine-cerveau, gut-brain axis). Ainsi, ces relations symbiotiques, tant à l’intérieur des microbiotes qu’avec leur hôte, confèrent au « super organisme » résultant un avantage adaptatif. Notre programme de recherche cadre avec la théorie de l’hologénome, qui représente la somme de l’information génétique détenue par l’organisme hôte et son microbiote. Cette association est dynamique car le microbiote peut être instantanément modifié par l’incorporation de nouveaux symbiontes, permettant ainsi à l’holobionte (hôte et microbiote), une adaptation plus rapide et plus spécifique aux changements environnementaux que ne le permettrait la seule variabilité génétique de l’hôte. La transmission verticale de symbiontes étant démontrée, tant chez les Invertébrés que chez les Vertébrés, l’holobionte peut être considéré comme une seule unité de sélection en évolution. À travers nos projets de recherché sur différents modèles animaux, nous abordons les questions fondamentales suivantes : Comment la sélection, naturelle ou artificielle, induit-elle l’adaptation rapide des hologénomes ? Comment des symbiotes nouvellement recrutés interagissent d’un point de vue fonctionnel avec le microbiote et l’organisme hôte, tant du point de vue de son système immunitaire que de son développement en général ?