L'étude d'un consortium microbien producteur d'hydrogène - David Ranava

David Ranava - Laboratoire Bioénergétique et Ingénierie des Protéines  - Université de Marseille

Jeudi 14 avril 2016 à 11 h

Résumé

Bien que usuellement étudiés en culture pure, dans la nature, les microorganismes s’organisent au sein de communautés où la concertation de leur métabolisme leur permet de coloniser des endroits peu propices. La biodégradation de la matière organique nécessite un couplage métabolique étroit entre les différents microorganismes impliqués et constitue un modèle de choix pour l'étude des interactions où les relations entre les microorganismes restent mal définies et nécessitent d’être davantage caractérisées. Par ailleurs, le décryptage des couplages métaboliques mis en place entre les différents microorganismes permettrait l’optimisation de ce processus pour la production des composés biotechnologiques comme l'hydrogène. Au cours de ce travail nous nous sommes intéressés à l'étude d'un consortium artificiel composé de Desulfovibris vulgaris Hildenborough, une bactérie à gram négatif ,sulfato-réductrice et de Clostridium acetobutylicum, une bactérie à gram positif et fermentaire. Ces deux bactéries sont retrouvées dans des consortia naturels impliqués dans la dégradation de la biomasse. Nos travaux associant des approches de microbiologie, métabolisme et microscopie ont permis de démontrer l’existence d’une interaction physique et d’échange de molécules cytoplasmiques entre les deux bactéries associés à une réorientation du flux de carbone dans la bactérie C. acetobutylicum qui se traduit par une augmentation de la production d’hydrogène. Ce comportement est étroitement lié aux conditions de stress nutritionnel pour la bactérie D. vulgaris. Le stress nutritionnel, mais aussi les molécules signal jouent un rôle important dans la mise place de cette interaction physique entre les deux bactéries. Nous avons ainsi mis en évidence le rôle de molécules de type AI-2 dans la mise en place de l’interaction et découvert un inhibiteur de cette interaction, produit par D. vulgaris dans certaines conditions. Ce travail a permis d'acquérir de nouvelles connaissances sur les relations métaboliques et les interactions physiques entre les bactéries impliquées dans la biodégradation de la biomasse. Plus largement les travaux réalisés apportent un éclairage nouveau sur le comportement des bactéries gram positif et à gram négatif et leurs interactions au sein d’un consortium.