Caractérisation par analyse métabolomique de biomarqueurs bactériens au sein de biofilms marins

characterization of bacterial biomarkers by metabolomics in marine biofilms

• Auteur / Autrice : Laurie Favre
• Direction : Gérald Culioli, Annick Ortalo-Magné
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie
• Date : Soutenance le 28/03/2017
• Etablissement(s) : Toulon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mer et Sciences (Toulon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Matériaux Polymères Interfaces Environnement Marin (MAPIEM). EA 4323 (Toulon)
• Jury : Président / Présidente : Patricia Bonin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérald Culioli, Annick Ortalo-Magné, Olivier Grovel, Soizic Prado, Thierry Perez, Jean-Charles Martin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Grovel, Soizic Prado

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéomique

Métabolomique

Biofilms

Bactéries marines

Mots clés libres

LC-MS

Réseaux moléculaires

Lipides aminés

LC-MS

Molecular networking

Amino lipids

Résumé

En milieu marin, toute surface immergée est soumise à une colonisation par de nombreux organismes (biofouling). Le développement de biofilms est une étape clé du phénomène. Les systèmes de communication y sont contrôlés par le biais de signaux chimiques. Dans ce travail, l’étude de la signature métabolique de biofilms naturels formé in situ a été réalisée selon un gradient de pollution en contaminants métalliques dans la rade de Toulon et selon la nature du revêtement de la surface immergée. De nettes variations chimiques des biofilms prélevés sont observées et sont corrélées avec des variations en termes de communauté microbiennes. L’étude in vitro de 4 souches bactériennes issues de biofilms naturels a permis, après optimisation des méthodologies d’analyse, une discrimination selon leur profil métabolique. Des biomarqueurs ont été mis en évidence, avec notamment la production de lipides ornithine par la souche Pseudoalteromonas lipolytica. La réponse biologique de cette souche en fonction de son phénotype et face à un stress cuprique a été étudiée par métabolomique et protéomique révélant d’importantes modulations de certaines voies biosynthétiques.

In the marine environment, any immersed surface is subjected to colonization by many organisms (biofouling). The biofilms development is a key stage of this phenomenon. Communication systems are controlled in these structures by chemical signals. In this work, the study of the chemical signature of natural biofilms formed in situ was carried out among a gradient of contamination of metal contaminants in the bay of Toulon and according to the nature of the coating on the immersed surface. Clear chemical variations of the biofilms collected were observed and were correlated with variations in microbial community. The in vitro study of 4 bacterial strains harvested from natural biofilms allowed, after optimization of the analysis methodologies, their discrimination according to their metabolic profile. Biomarkers were highlited, particularly ornithine lipids production by the Pseudoalteromonas lipolytica strain. The biological response of this strain depending on its phenotype and face to copper stres was studied by metabolomics and proteomics revealing important modulations of certain biosynthetic patways.