Les effets de la lumière sur le métabolisme du carbone des bactéries marines contenant la protéorhodopsine : cas d’étude en culture continue d’une Gammaprotéobactérie Photobacterium angustum S14

par Alicia Courties

Thèse de doctorat en Ecologie Microbienne

Sous la direction de Philippe Lebaron et de Marcelino Suzuki.

Soutenue en 2013

à Paris 6 .


  • Résumé

    Depuis sa découverte, les études concernant la protéorhodopsine sont de plus en plus nombreuses. L’hypothèse qu’elle apporte des avantages dans des conditions pauvres en nutriments aux procaryotes contenant la protéorhodopsine par rapport aux hétérotrophes stricts a été explorée à plusieurs reprises et paraît être la plus probable. Dans ces travaux de thèse, nous contribuons à augmenter les connaissances son rôle dans l’efficacité d’utilisation du carbone organique disponible en utilisant une Gammaprotéobactérie contenant la protéorhodopsine en présence et en absence de lumière. La culture continue a été utilisée afin de s’approcher au mieux des conditions environnementales. Les rendements et la maintenance énergétique ont été déterminés en suivant le modèle de Pirt (1965) dans des conditions de pH acide ou sans stress par le pH. Ce travail a permis de montrer que la maintenance énergétique à l’obscurité était beaucoup plus élevée dans les conditions de stress. Cependant, lorsque la population bactérienne était exposée en cycle lumière-obscurité, l’énergie nécessaire à son maintien était significativement diminuée tout au long du cycle. Bien que le rendement soit plus important avec un pH plus optimal, l’exposition en cycle lumière-obscurité n’apportait pas les avantages observés dans les conditions de stress par le pH. Donc, il semblerait que la réponse à la lumière de P. Angustum S14 soit plus liée à la balance énergétique qu’à la concentration de substrat. Ces résultats innovants ont permis de soulever une hypothèse quant aux raisons pour lesquelles de nombreuses études n’ont pas vu d’effet positif de la lumière sur la croissance et le rendement des souches étudiées.

  • Titre traduit

    The effects of light on carbon metabolism of marine bacteria containing proteorhodopsin : case study in continuous culture of a Gammaprotéobactérie Photobacterium angustum S14


  • Résumé

    Since its discovery more than 10 years ago, there are more and more studies about proteorhodopsin. This protein seems to be significant in marine ecology considering its large global distribution among many bacterial taxa; but its role remains controversial. Although light response from proteorhodopsin-containing prokaryotes (PCPs) seems to be strain-dependent, it has been hypothesized that the main function of proteorhodopsin was to provide an advantage to PCPs during starvation conditions. In this work, we investigated the increase knowledge about the role of proteorhodopsin regarding the organic carbon utilization efficiency measured in the proteorhodopsin-containing Gammaproteobacterium (Photobacterium angustum S14) in the light compared to the dark. Carbon-limited continuous cultures have been used to mimic environmental conditions. Yields and energetic maintenance were determined according to Pirt’s model (1965) with acid pH or without supplementary pH-stress. We observed highest energetic maintenance in the dark under pH stress condition. However, when light-dark cycles were used, the energy required for bacterial maintenance was significantly decreased during all the run and nearly in the range without pH stress. Taking together, it seems that the response of P. Angustum S14 to light is more linked to the energetic balance than substrate concentration. The innovative results indicate a possible reason why many studies did not observe positive effects on bacterial growth and yield. In addition, PCP sequencing was performed to confirm these conclusions at a more large taxa scale.

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  • Détails : 1 vol. (213 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.195-212. Index

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