MEB Axe thématique 3
Ecologie et physiologie des microorganismes en conditions extrêmes
Modérateur : Gael Erauso
Nous nous intéressons aux procaryotes qualifiés d’extrêmophiles car ils prolifèrent à des conditions physico-chimiques (température, pH, salinité, pression, radiations ionisantes) ou biologiques (source d’énergie) proches des limites de la vie sur Terre.
Leurs milieux naturels de vie sont notamment :
- les systèmes hydrothermaux marins associés à une activité volcanique (sources chaudes, « fumeurs noirs ») ou à d’autres processus géologiques comme la serpentinisation,
- les lacs de saumures continentaux (Chotts tunisiens) ou sous-marins (DHAB en Méditerranée),
- la sub-surface océanique qui représente potentiellement le plus grand compartiment microbien sur Terre,
- le domaine océanique profond qui représente 80% de l’hydrosphère.
Ces environnements sont considérés comme extrêmes pour un ou plusieurs facteurs : un pH compris entre 2 et 4, une température (pouvant varié de 2 à plus de 110°C au niveau des système hydrothermaux), la pression hydrostatique (profondeur moyenne des océans 3850m soit une pression de 38.5 MPa) les procaryotes qui s’y développent sont donc des pluri-extrêmophiles (acidophiles-thermophiles-piézophiles-piézopsychrophiles).
Nos objectifs généraux sont :
- explorer la diversité spécifique et fonctionnelle des procaryotes (et les virus associés) ;
- comprendre le fonctionnement de ces écosystèmes ;
- appréhender les processus biologiques permettant à ces extrêmophiles de vivre aux limites de la vie.
Nos approches méthodologiques sont pluridisciplinaires et vont de la biogéochimie à la (meta)génomique. Elles s’appliquent à des campagnes d’échantillonnage dans les conditions in situ, ou en laboratoire en culture d’organismes modèles d’étude, ou in silico lors de l’analyse bioinformatique des données de séquençage NGS.
Exemples d'études
Dégradation de la matière organique à forte pression hydrostatique
Carousel CTD avec les High Pressure Sampler Unit (HPSU) permettant de collecter les échantillons d’eau de mer dans les conditions in situ de pression hydrostatique.
Le MIO-HPLab, laboratoire hyperbare mobile pour étudier le domaine océanique profond.
Réponse des BSR à la pression hydrostatique
Nous étudions les mécanismes d’adaptation à la pression hydrostatique de microorganismes sulfato-réducteurs (e. g. Desulfovibrio sp.) isolés d’environnements marins profonds (e. g. sources hydrothermales, bois coulés). Nous travaillons sur la détermination de leur capacité à croître à différentes pressions, grâce à des systèmes de culture en conditions hyperbares (jusqu’à 40 MPa). Nous utilisons des approches comparatives globales de génomique, protéomique, et transcriptomique afin d’identifier les facteurs de cette adaptation.
De plus, des techniques biochimiques, enzymatiques, et de génétique moléculaire nous permettent d’étudier plus spécifiquement certains de ces facteurs.
