Les Lucinides, des organismes modèles pour l'études des symbioses chimiosytnhétiques

Lucinids, model organisms for the study of chemosynthetic symbioses

• Auteur / Autrice : Samuel Orgeas-gobin
• Direction : Arnaud Tanguy, Sébastien Duperron
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de la nature et de l'Homme : évolution et écologie
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Adaptation et diversité en milieu marin (Roscoff, Finistère ; 2005-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : DYnamique de la DIversité marine (DYDIV)

Mots clés

Mots clés libres

Lucinidae

Symbioses

Chimiosynthétique

Métabolomique

Génomique

Transcriptomique

Lucinidae

Symbiosis

Chemosynthetic

Metabolomics

Genomics

Transcriptomics

Résumé

La thèse port sur l'étude de deux macro-organismes, des palourdes de la famille des Lucinides (Loripes orbiculatus et Lucinoma borealis), pour observer et mieux comprendre les différents mécanismes impliqués dans les (endo)symbioses chimiosynthétiques dans le but de développer un organisme modèle. Les palourdes sont en association avec des bactéries sulfo-oxydantes (Candidatus Thiodiazotropha endoloripes) invaginées dans les cellules épithéliales dans tissus branchiaux des Lucinides. Ces bactéries, appelées symbiotes, possèdent une activité sulfo-oxydante permettant d'oxyder des composés soufrés comme l'H2S en présence d'O2 pour les convertir en substrat carbonés organiques assimilable par l'hôte ainsi qu'en énergie sous forme d'ATP. C'est ce qu'on appelle la chimiosynthèse. A l'inverse de la photosynthèse qui utilise l'énergie du soleil, la chimiosynthèse utilise l'énergie provenant des réactions d'oxydoréductions. Il s'agit du principal processus de production primaire (matière organique) dans de nombreux environnements comme les sources hydrothermales de l'océan profond, ou ce phénomène a été historiquement découvert. En convertissant l'H2S en carbone organique, les bactéries participent à la dépuration de l'environnement local en molécule toxique, ce qui favorise la production de l'herbier. On a ici un phénomène peut-être au cœur d'une multitude de services écosystémiques majeurs. L'objectif du projet est double ; apporter un organisme modèle pour l'étude des symbioses chimiosynthétiques et caractériser le rôle écologique de cette symbiose dans les herbiers marins.

The thesis focuses on the study of two macro-organisms, clams, of the Lucinid family (Loripes orbiculatus and Lucinoma borealis), to observe and better understand the different mechanisms involved in chemosynthetic (endo)symbioses in order to develop a model organism. Clams are in association with sulfo-oxidizing bacteria (Ca. Thiodiazotropha endoloripes) invaginated in the epithelial cells in gill tissues of Lucinids. These bacteria, called symbionts, have a sulfo-oxidizing activity that allows them to oxidize sulfur compounds such as H2S in the presence of O2 to convert them into organic carbonaceous substrates that can be assimilated by the host as well as into energy. This is called chemosynthesis. Unlike photosynthesis, which uses energy from the sun, chemosynthesis uses energy from redox reactions. It is the main process of primary production (organic matter) in many environments such as deep ocean hydrothermal springs, where this phenomenon has been historically discovered. By converting H2S into organic carbon, the bacteria participate in the depuration of the environment into toxic molecules, which favors the production of the herbarium. We have here a phenomenon perhaps at the heart of a multitude of major ecosystem services. The objective of the project is twofold; to provide a model organism for the study of chemosynthetic symbioses and to characterize the ecological role of this symbiosis in seagrass beds.