Etude des effets des hautes pressions hydrostatiques sur Pyrococcus yayanosii, un piézophile extrême par une approche multi -"omics"

par Grégoire Michoud

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Mohamed Jebbar.

Le président du jury était Vianney Pichereau.

Le jury était composé de Mohamed Jebbar, Vianney Pichereau, Jacques Oberto, Long Fei Wu, Philippe Oger.

Les rapporteurs étaient Jacques Oberto, Long Fei Wu.


  • Résumé

    Depuis la découverte des sources hydrothermales en 1977, un petit nombre d'études ont permis l'isolement et la caractérisation de micro-organismes pouvant résister à de hautes pressions et températures. Parmi ceux-ci, Pyrococcus yayanosii, une archée hyperthermophile de l'ordre des Thermococcales est issue du site Ashadze (dorsale medio-atlantique) à 4100 m de profondeur. Cette espèce représente le premier organisme à la fois hyperthermophile et piézophile strict décrit à ce jour. Elle ne peut en effet se diviser à des pressions inférieures à 20 MPa et sa pression optimale de croissance est de 52 MPa. Afin d'étudier les mécanismes que met en oeuvre cette espèce pour se développer sous hautes pressions, des expériences de transcriptomique (puces à ADN) et protéomique (LC-MS/MS) ont été entreprises à différentes pressions notamment sub- et supraoptimales. La distinction entre les effets « stress » et « adaptations » à la pression a été effectué en comparant les résultats obtenus chez une autre Thermoccocale proche, Pyrococcus furiosus, qui est piézosensible. La détermination des pressions sub et supra optimales a été préalablement effectuée sur une large gamme de pression hydrostatique. Des analyses génomiques ont aussi été effectuées sur les Thermococcales en général et ses deux espèces en particulier et montrent des différences importantes au niveau des voies de biosynthèse des acides aminés ainsi que des transporteurs membranaires. Les analyses transcriptomiques et protéomiquesmontrent que P. yayanosii joue essentiellement sur ses mécanismes de production d'énergie (métabolisme del'hydrogène), de mobilité (chimiotactisme), de traduction (protéines ribosomales) ainsi que sur ses mécanismes de défense (CRISPR/cas). P. furiosus met en place des mécanismes se basant aussi sur la traduction et la mobilité (archaellum). Il semble que ces derniers puissent ainsi être considérés comme des réponses aux stress, alors que la modulation énergétique uniquement présente chez P. yayanosii soit plus un « shift » métabolique permettant à la cellule de s'adapter aux différentes conditions de pression de son environnement.

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