sujet 2013- 07 - Institut Méditerranéen d`Océanologie

Proposition de sujet Master 2 (2013-2014)
Diversité et activité des communautés microbiennes d’un écosystème hydrothermal alcalin, le
site de Prony en Nouvelle Calédonie. Culture et isolement de nouvelles souches microbiennes.
Anne POSTEC (MCU) - [email protected] - Institut Méditerranéen d’Océanologie (MIO),
équipe Microbiologie Environnementale et Biotechnologie (MEB)
Un système hydrothermal alcalin comparable à celui de Lost City (situé sur la dorsale médioatlantique) a été découvert dans la baie de Prony au sud de la Nouvelle-Calédonie. Les deux
systèmes hydrothermaux sont composés de cheminées blanches et constituées de carbonates libérant
des fluides anaérobies alcalins (pH 9-11) et des concentrations élevées en hydrogène et méthane. Le
système hydrothermal de Prony présente des caractéristiques uniques liées à la faible température des
fluides libérés (40°C contre 40-90°C à Lost City) et sa faible profondeur (moins de 50 m contre 800
m à Lost City). Pour étudier la diversité structurale et fonctionnelle des procaryotes sur différents
sites hydrothermaux actifs de Prony (terrestres et sous-marins à différentes profondeurs), une
approche moléculaire par clonage/séquençage ainsi que des techniques de séquençage à haut débit
ont été développées au laboratoire. Par une approche culturale, de nouvelles souches bactériennes
fermentaires affiliées aux Firmicutes ont pu être isolées. L’une d’entre elle, Vallitalea pronyensis sp.
nov., vient de faire l’objet d’une publication (Benaïssa et al., 2013), d’autres sont en cours de
caractérisation en vue de la description de nouvelles espèces (Clostridium et Alkaliphilus spp.).
Cependant, l’isolement de la majorité des microorganismes identifiés par approche moléculaire
s’avère délicat du fait (1) de la difficulté à reproduire les conditions physico-chimiques de leur
environnement, (2) de leur croissance lente et/ou (3) d’un possible développement privilégié en
consortia.
L’objectif de ce stage est de caractériser et cultiver de nouvelles souches modèles (archées et
bactéries) indigènes à cet écosystème. Il s’agira (1) de décrire une nouvelle espèce du genre
Alkaliphilus, du phylum des Firmicutes (2 souches déjà isolées) et étudier leur métabolisme/tolérance
vis à vis des métaux ; (2) tester de nouveaux milieux de culture ciblant l’enrichissement de
microorganismes sulfato- et soufre-réducteurs, sulfo-oxidants, méthanogènes ou homoacétogènes ;
(3) utiliser des souches de collection (hydrogénotrophes, acétoclastes) comme partenaire
syntrophique pour isoler de cet environnement des microorganismes non cultivés à ce jour (ie
sulfato-réducteurs alcalins). Ces cultures feront l’objet d’analyses des produits du métabolisme
(CPG, HPLC) et des marqueurs moléculaires (DGGE, qPCR).
Le but est, in fine, d’évaluer la contribution de ces « nouveaux » microorganismes aux processus
géochimiques liés à l’hydrothermalisme alcalin.
Le/la candidat(e) disposera des outils de microbiologie culturale et moléculaire ainsi que des
moyens d’analyses chimiques du laboratoire d’accueil. Ce sujet s’intègre dans le projet MicroProny
« Exploration de la diversité des communautés microbiennes et virales du site hydrothermal de
Prony, Nouvelle Calédonie » financé par les programmes Actions Sud (IRD interne MIO), EC2CO
(INSU) (Responsable G. Erauso), en partenariat avec les équipes de l’IPGP Paris, le LMGE
Clermont-Ferrand et le centre IRD de Nouméa.
Brazelton WJ, Schrenk MO, Kelley DS, Baross JA. 2006. Methane- and sulfur-metabolizing microbial communities
dominate the Lost City hydrothermal field ecosystem. Appl Environ Microbiol 72: 6257-6270.
Kelley DS, et al. (2005). A serpentinite-hosted ecosystem: the Lost City hydrothermal field. Science 307: 1428-1434.
Benaïssa F, Postec A, Erauso G, Payri C, Pelletier B, Hamdi M, Ollivier B, Fardeau ML (2013) Characterization of
Vallitalea pronyensis sp. nov., a novel marine bacterium, isolated from an alkaline hydrothermal chimney in Prony Bay,
New Caledonia. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. In press.
Ben Hania W, Ghodbane R, Postec A, Brochier-Armanet C, Hamdi M, Fardeau ML, Ollivier B (2011) Cultivation of the
first mesophilic representative ("mesotoga") within the order Thermotogales. Systematic and Applied Microbiology. 34:
581-585.
Postec A, Lesongeur F, Pignet P, Ollivier B, Querellou J, Godfroy A. (2007) Continuous enrichment cultures: insights
into prokaryotic diversity and metabolic interactions in deep-sea vent chimneys. Extremophiles. 11:747-57.