Diversité des mécanismes d’oxydo-réduction de l’arsenic chez les bactéries : des souches cultivables aux communautés

par Audrey Heinrich-Salmeron

Thèse de doctorat en Aspects moléculaire et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Marie-Claire Lett.

Soutenue en 2009

à Strasbourg .


  • Résumé

    Les bactéries sont retrouvés dans des milieux très variés allant des plus communs aux plus extrêmes, comme les sites miniers arséniés de Carnoulès, de Salsigne ou de Sainte-Marie-aux-Mines. De nombreuses bactéries sont impliquées dans le cycle bio-géochimique de l’arsenic et jouent un rôle crucial dans sa biodisponibilité. Certaines possèdent l’arsénite-oxydase (Aox) qui catalyse l’oxydation de l’AsIII en AsV, constituant la première étape de détoxication. L’objectif de ce travail est d‘étudier la diversité des mécanismes d’oxydo-réduction de l’arsenic chez les bactéries. Mon travail s’est focalisé sur l’analyse de la diversité des gènes aox observée chez des isolats en condition de laboratoire et au sein de communautés complexes en conditions in situ. Ces travaux ont conduit à la caractérisation de trois souches : Pseudomonas S11, Leptothrix S1. 1 et Thiomonas 3As. Une analyse génétique a complété l’analyse physiologique de Thiomonas. Ces études ont de plus conduit à la mise en évidence d’arsénite-oxydases particulières dont l’activité est exprimée de manière constitutive ou présentant une activité enzymatique élevée. Puis l’analyse des séquences AoxB issues de diverses bactéries cultivables et de communautés bactériennes a permis la mise en évidence d’une variabilité de séquences AoxB et nous a conduit à proposer le gène aoxB comme marqueur moléculaire des bactéries arsénite-oxydantes aérobies. Enfin l’analyse des gènes aox par une étude de génomique environnementale sur la communauté bactérienne du site de Carnoulès, a permis de mieux appréhender les interactions trophiques entre les souches et de mettre en évidence le rôle pivot de Thiomonas sp. Dans cet environnement.

  • Titre traduit

    Diversity of bacterial arsenic oxido-reduction mechanisms : from cultivable strains to communities


  • Résumé

    Microorganisms are found in several environments from the friendliest to the most extreme such as arsenical environment as french mining sites of Carnoules, Salsigne or Sainte-Marie-aux-Mines. Some of them are involved in arsenic biochemical cycle and play a crucial role in its mobilization/immobilization and thus in its biodisponibility. These bacteria contain arsenite oxidase (coded by aox genes) catalyzing the oxidation of As III in As V. This oxidation constitutes the first arsenical environment detoxification stage. The aim of this work is the study of the diversity of bacterial arsenic oxido-reduction mechanisms. This study focuses on the diversity of aoxB genes from isolated strains or complex communities. Physiological characterizations of three strains have been first realized on Pseudomonas S11, Leptothrix S1. 1 and Thiomonas 3As. A genetic approach supplements the physiological data of Thiomonas 3As. Particular arsenite oxidases demonstrating a high or a constitutive arsenite oxidase activity have been highlighted. In a second time AoxB sequences analyses from cultivable bacteria or bacterial communities have underlined a sequence variability and allowed to consider aoxB gene as molecular marker for aerobic arsenite oxidizing strains. Lastly an environmental genomic approach on bacterial community from Carnoulès mining site allowed to decipher the bacterial trophic interactions and the key role of the arsenite oxidizing strain Thiomonas sp. In this study site.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (317 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 304-317

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Danièle Huet-Weiller.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2009;0346
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