Génomique fonctionnelle de micro-eucaryotes bio-indicateurs d'environnements exposés aux drainages miniers acides

par David Halter

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Philippe Bertin et de Florence Arsène-Ploetze.

Soutenue en 2011

à Strasbourg .


  • Résumé

    Les exploitations minières conduisent à une accumulation importante de roches sous forme de stériles miniers qui, au contact de l’air, s’oxydent et libèrent les métaux lourds et des métalloïdes auxquels ils sont associés. Ce processus, connu sous le nom de drainages miniers acides (DMA), conduit à des catastrophes écologiques dans les écosystèmes en aval. Seul certains organismes microbiens sont capables de contrer ces conditions de vie extrêmes et peuvent affecter l’évolution de ces sites. L’objectif de cette thèse est d’étudier in situ la communauté microbienne associée au DMA de Carnoulès (Gard, France). Pour cela, les communautés bactériennes et eucaryotes ont été récupérées par gradient de densité, permettant de contourner les étapes de culture in vitro préjudiciables à la compréhension des mécanismes en œuvres in situ. L’étude de la communauté bactérienne par des approches de méta-génomique, méta-protéomique et de RT-PCR a révélé la présence de 7 espèces majoritaires dont 5 correspondent à des organismes non cultivés et permet de modéliser les processus de bio-atténuation observés sur ce site. Par ailleurs, des interactions trophiques ont été mises en évidences. Ainsi, le rôle du protiste Euglena mutabilis dans la production primaire a été souligné par des approches de protéomique et métabolomique. Enfin, les processus adaptatifs permettant à ce protiste d’évoluer sur ce site riche en arsenic ont été analysés in vitro par une étude comparative avec l’organisme modèle E. Gracilis, non retrouvé dans les DMA. Cette étude, basée sur des approches de transcriptomique différentielle a souligné des adaptations fonctionnelles originales pour pallier les stress liés aux DMA.

  • Titre traduit

    Functional genomics of micro-eukaryotes bio-indicator of acid mine drainages


  • Résumé

    Mining exploitations lead to the accumulation of high amount of rocks under mining tailings. When exposed to air these rocks oxidize and lead to the mobilization of the associated metals and metalloids. This process, known as “acid mine drainage” (AMD), leads to persistent pollutions in downstream ecosystems. Only few prokaryote and eukaryote microorganisms are able to cope with such extreme conditions and can affect the functioning of such sites. The objective of this PhD is to study in situ the microbial community associated to the AMD of Carnoulès (Gard, France). With this aim, the eukaryote and prokaryote microbial communities were recovered in a culture independent step by using density gradient purification procedures, allowing to accede to the biological functions expressed in situ. The study of the bacterial community through meta-genomics, meta-proteomics and RT-PCR revealed the presence of 7 dominant bacterial species, 5 of them being not yet cultivated under in vitro conditions. This study allowed to draw a model of the functioning of the bacterial community and to explain the bioattenuation processes observed in situ. Moreover, strong trophic interactions have also been highlighted and the role the protist Euglena mutabilis in the primary production has been investigated by proteomic and metabolomic approaches. Finally, the adaptive processes that allow to this protist to grow in this arsenic exposed site were studded in vitro and compared to those of the model microorganism E. Gracilis, not found is AMD. This study, based on differential transcriptomic approaches, highlighted original adaptive mechanisms allowing E. Mutabilis to cope with AMD related stresses.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (Pagination multiple)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 132-153

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service des bibliothèques. Bibliothèque L'Alinéa.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2011;1205
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