Le quorum sensing bactérien dans l'environnement marin : diversité moléculaire et génétique des auto-inducteurs

Bacterial quorum sensing in the marine environment : autoinducers molecular and genetic diversity

• Auteur / Autrice : Margot Doberva
• Direction : Raphaël Lami, Philippe Lebaron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie microbienne
• Date : Soutenance le 06/04/2016
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biodiversité et biotechnologies microbiennes (Banyuls sur mer, Pyrénées-Orientales)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Maréchal, Bernard Banaigs, Florence Wisniewski-Dyé, Sophie Sanchez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gérald Culioli, Jean-Luc Rolland

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métagénomique

Bactéries marines

Quorum sensing

Mots clés libres

Quorum-Sensing

Acyl-Homosérine lactone

Métagénomique

Océan

Biodiversité

Protéobactéries

Quorun sensing

Acyl-homoserine lacton

Marine bacteria

Résumé

L'environnement marin est constitué d'écosystèmes nombreux et variés, qui sont habités par des organismes appartenant aux trois domaines du vivant dont celui des bactéries. La coopération bactérienne est basée sur un mécanisme moléculaire appelé quorum sensing (QS). Ce système est dépendant de la densité cellulaire de la communauté, ce qui permet aux bactéries de synchroniser leur expression génétique, pour coordonner certaines de leurs activités physiologiques. Les bactéries produisent plusieurs types de molécules signal dont les acyl-homosérines lactones (AHLs ou AI-1) et le furanosyl diester borate (AI-2). La majorité des recherches dans le domaine du QS s'est portée sur des modèles bactériens d'intérêt biomédical ou agronomique. Cependant, l'importance du QS chez les bactéries marines reste mal connu. Ce travail de thèse a pour question: Quelle est la prévalence des AI chez les bactéries marines ? Pour aborder cette problématique : trois axes : Le criblage de la collection de bactéries marines MOLA, qui est basé sur des techniques de chimie des substances naturelles, et a permis de mettre en exergue des souches bactériennes originales comme Maribius sp MOLA 401, qui produisent un très grand nombre d'AHLs avec de nouvelles structures. Le second axe s'appuie sur des méthodes de bio-informatique pour réaliser le criblage du métagénome marin du Global Ocean Sampling pour la recherche de gènes luxI, ainS, hdtS et luxS. L'ensemble de ces données sur la diversité, l'abondance et la répartition biogéographique des AI-1 dans l'écosystème marin suggère une forte importance des mécanismes du QS à l'¿uvre dans les communautés bactériennes marines naturelles.

The marine environment is composed of many and varied ecosystems, which are inhabited by organisms belonging to the three domains of life including the bacteria. Bacterial cooperation is based on a molecular mechanism called quorum sensing (QS). This system is dependent on the cell density of the community, which allows bacteria to synchronize their gene expression, to coordinate some of their physiological activities. Bacteria produce several types of signal molecules with acyl-homoserines lactones (AHLs or AI-1) and the furanosyl borate diester (AI-2). The majority of research in the field of QS has focused on bacterial models for biomedical and agricultural interest. However, the importance of QS in marine bacteria remains unclear. This work has the question: What is the prevalence of AI in marine bacteria? To address this problem two axes: Screening the collection of marine bacteria MOLA, which is based on chemistry techniques of natural substances, and allowed to highlight original bacterial strains as Maribius sp MOLA 401, which produce very large number of AHLs with new structures. The second axis is based on the methods of bioinformatics to perform screening of metagenome marine Global Ocean Sampling for research luxI, ainS, luxS and hdtS genes,. All these data on diversity, abundance and biogeographical distribution of AI-1 in the marine ecosystem suggests a strong importance of QS mechanisms at work in the natural marine bacterial communities.