Diversité, structure, reproduction de procaryotes multicellulaires magnétotactiques (MMP) de la mer Méditerranée

Diversity, structure, reproduction of multicellular magnetotactic prokaryotes (MMPs) in the Mediterranean sea

• Auteur / Autrice : Xinxin Qian
• Direction : Long Fei Wu, François Alberto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 26/09/2019
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Microbiologie de la Méditerranée (Marseille) - Laboratoire de Chimie bactérienne (LCB) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Menguy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dorothée Murat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Oger, Carlos Blanco

Mots clés

Mots clés contrôlés

Structure moléculaire

Reproduction végétale

Procaryotes

Magnétosomes

Mots clés libres

Procaryotes Multicellulaires Magnétotactiques

Diversité

Structure

Reproduction

Multicellular Magnetotactic Prokaryotes

Diversity

Structure

Reproduction

Résumé

Les bactéries magnétotactiques (MTB) sont un groupe de bactéries caractérisées par leur capacité à synthétiser des magnétosomes et à nager le long de lignes du champ géomagnétique. Les Procaryotes Multicellulaires Magnétotactiques (MMP) représentent les MTB les plus évoluées. Deux morphotypes de MMP ont été découverts: sphérique (sMMPs) et ellipsoïdal (eMMP). Dans cette thèse, j'ai tout d'abord révélé une diversité inattendue d'eMMP de la mer Méditerranée. Quatre nouvelles espèces ont été détectées, ce qui augmente le nombre total d'eMMP identifiés en Méditerranée d’une espèce appartenant un genre à cinq espèces affiliées à deux genres. J'ai également effectué une analyse approfondie de l'architecture des eMMPs en utilisant plusieurs approches microscopiques. Les eMMP sont composés d'une couche de cellules entourant une lumière centrale. Les cellules sont disposées axisymétriquement le long du grand axe des eMMP et sont radialement symétriques le long du petit axe. Leurs membranes juxtaposées relient étroitement les cellules en une entité multicellulaire. Les eMMP se reproduisent par constriction unilatérale des cellules constituantes, de la périphérie vers le centre et par fission binaire unidirectionnelle des globules ellipsoïdaux. J'ai identifié deux bactéries magnétotactiques Nitrospirae pour la première fois collectées en milieu marin. Elles ont une morphologie sphérique, une motilité similaire. Elles synthétisent des magnétosomes en forme de balle, composés de magnétite et disposés en plusieurs de chaînes. Les deux nouvelles espèces de MTB Nitrospirae élargissent la distribution des MTB Nitrospirae de l’eau douce au milieu marin.

Magnetotactic bacteria (MTB) are characterized by synthesizing magnetosomes and swimming along geomagnetic field lines. Multicellular Magnetotactic Prokaryotes (MMPs) is the most evolved MTB. Two morphotypes of MMPs have been discovered: spherical (sMMPs) and ellipsoidal (eMMPs). In this thesis, I revealed a high diversity of eMMPs from the Mediterranean Sea. Four new eMMPs species have been detected, extending the total number of identified eMMPs in the Mediterranean Sea from one species of one genus to five species of two genera. I also performed a comprehensive analysis of eMMP architecture. The eMMPs was composed of one layer of cells that surround a central lumen. The constituent cells are arranged axisymmetrically along the long axis of eMMPs and radial symmetric along the short axis. The juxtaposed membranes connect cells into a multicellular entity. The eMMPs reproduce through periphery–core unilateral constriction of constituent cells and unidirectional binary fission of the ellipsoidal MMPs. I have also identified two Nitrospirae MTB collected, for the first time, from marine environment. They have similar morphology, motility but different colors. They synthesized multiple bundles of bullet-shaped magnetite magnetosomes. The two novel Nitrospirae MTB species expand the distribution of Nitrospirae MTB from freshwater to marine.