Auteur / Autrice : | Sten König |
Direction : | Hervé Le Guyader, Thomas Schweder, Olivier Gros |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biologie |
Date : | Soutenance le 17/12/2014 |
Etablissement(s) : | Paris 6 en cotutelle avec Ernst-Moritz-Arndt-Universität (Greifswald, Allemagne) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Complexité du vivant (Paris) |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Horst Felbeck, Katharina Riedel, François Lallier, Audrey Caro |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Les bivalves côtiers Codakia orbicularis et C. orbiculata, de la famille des Lucinidae, abritent des Gammaprotéobactéries endosymbiotiques sulfo-oxydantes dans leurs branchies. Ces deux bivalves vivent dans les herbiers à Thalassia testudinum et hébergent la même bactérie symbiotique selon les analyses effectuées à partir des séquences d’ADNr 16S. Lors de période de stabulation, la population bactérienne symbiotique décroit alors qu’il n’y a pas, dans le même temps, de relargage des symbiotes observé. Des analyses en cytochimie ont montré une forte activité d’enzymes lysosomales lors de ces épisodes de privation de nourriture et de soufre. Il a ainsi été montré que les symbiotes peuvent servir directement de source de nourriture aux bivalves pour survivre lors de ces périodes de crise. Le transfert de carbone des symbiotes vers l’hôte peut être flexible et pourrait consister en un simple transfert de matière organique ou "milking", dans des conditions normales de nutrition et de digestion des symbiotes et devenir du "farming", dans des conditions de stabulation. Jusqu’à ce jour, le symbiote reste non cultivable. De ce fait, l’utilisation de techniques indépendantes de la culture comme les approches –omics ont été mises en place pour étudier la physiologie de cette bactérie symbiotique. Le génome du symbiote a été analysé par Next Generation Sequencing (NGS) permettant ainsi d’obtenir les bases du protéome et ainsi de pouvoir analyser la physiologie du symbiote. Dans ce travail, le protéome des bactéries a été analysé sous différentes conditions. L’oxydation des sulfures est une des voies métaboliques clés du symbiote de Codakia. Cette voie fait très probablement appel au système Sox périplasmique, ainsi qu’à une sulfite réductase cytoplasmique (DsrAB), une APS réductase (AprAB) et une ATP sulfurylase (SopT). De plus, deux autres enzymes additionnelles d’oxydation des sulfures ont pu être mises en évidence dans l’espace périplasmique du symbiote telle que la quinone réductase (Sqr) et la sulfide déhydrogénase (FccAB). Les gènes des enzymes du cycle de Calvin Benson Bassham (CBB) ne semblent pas être tous présents dans le génome du symbiote. Les protéines de la RuBisCO sont abondamment exprimées. Il semblerait que la régénération du ribulose-1,5-bisphosphate soit effectuée de façon non conventionnelle via une phosphofructokinase PPi-dépendante. Une autre caractéristique du CBB est qu’il y a deux formes différentes de RuBisCO codées dans le génome du symbiote. Les deux formes sont exprimées en même temps, mais la forme I de la RuBisCO est 50 fois plus exprimée que la forme II. En plus de la vie autotrophique, plusieurs gènes nécessaires à une vie hétérotrophique sont présents dans le génome. Dans le protéome, les enzymes de la glycolyse et du cycle TCA sont faiblement exprimées. Les protéines du métabolisme du glycogène ont également été identifiées dans le protéome. De plus, plusieurs types de transporteurs comme ABC, TRAP et PTS sont présents dans le génome et certaines formes d’expression de ces transporteurs ont pu être suspectées, y compris lors de la vie intracellulaire du symbiote. De façon inattendue, un groupe de gènes nif est présent dans le génome permettant la fixation de l’azote atmosphérique par le symbiote. Les protéines codées par les gènes clés, comme la nitrogénase NifH/K/D, ont été abondamment trouvées dans le protéome. De plus, l’analyse du protéome montre une régulation forte de ces protéines dans des conditions de stabulation du bivalve hôte. La rubrerythrine est fortement exprimée et servirait à protéger la nitrogénase de l’oxygène au sein des bacteriocytes. L’endosymbiote bactérien code également pour un système de sécrétion de type 6 (T6SS) pour le transport de molécules bactériennes effectrices à travers les membranes du cytoplasme de la cellule hôte et jouerait un rôle possible de communication directe avec l’hôte.