Ecosystèmes microbiens: enjeux agronomiques

Ecosystèmes microbiens: enjeux
agronomiques
Microorganismes et écosystèmes
•  Microorganismes = bactéries, archées, levures & champignons, protistes
(protozoaires, micro-algues)
Ü  les microorganismes vivent en communautés (mono- ou pluri-espèces)
c’est-à-dire en écosystèmes
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Les écosystèmes microbiens, l’exemple des biofilms
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Les écosystèmes microbiens, sources de biodiversité…
Quelques chiffres
-  ~50% de la biomasse
remediation, biotech
atmosphere
-  95 % de la biosphère
en termes de diversité
food
Microbial
environments
Plant
Humans & animals
Aquatic environment
soil
-  Pathogènes animaux
et humains : moins de
3% des espèces
microbiennes
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… et de services
§  Environnement
§  Cycles géochimiques (C, N, P)
§  Dépollution, traitement de déchets, production d’énergie
§  Biotechnologies vertes et blanches
§ Nutrition plantes & arbres, animaux & humains
§  Production de composés essentiels,
§  Digestibilité / biodisponibilité
§  Aliments fermentés ~30% (conservation, gout, culture)
§  Santé plantes, animaux, humains
§  Barrière vis à vis de pathogènes, interfaces muqueuses-environnement
§  Education des défenses de l’hôte notamment du système immunitaire
§  Relation avec système nerveux central
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Les écosystèmes microbiens, des boites noires
Service / Fonc,on Comment piloter pour que les services soient op,maux? Qui est là ?
Quelles fonctions actives? Quelles fonctions importantes?
Quelles interactions entre eux, avec l’hôte et l’environnement?
Quel équilibre optimal, quel état de l’écosystème, sa robustesse?
Comment prédire l’impact d’un changement, la qualité et
le niveau de performance ?
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Ouvrir la boite noire, l’apport de la métagénomique
n  Importance
Cul$vable Non cul$vable de la fraction noncultivable (non explorée et riche
en nouveaux gènes);
n  Forte redondance fonctionnelle
(ce n’est plus une espèce <-> une
fonction)
n  Explosion de l’acquisition de
données
Renouvelle la vision des
écosystèmes et pose de nouvelles
questions
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Ouvrir la boite noire, les méta-omiques pour aller plus loin
Genes mRNA Meta-­‐ genomique Proteins metabolites transriptomique proteomique (meta)bolomique Meta-omiques
une opportunité et un défi
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Un défi international
Human Gut,
US, WU
Human Gut,
Japan
Mouse Gut,
US , WU
MetaHIT,
EU&BGI
HMP, US,
NIH
Human Gut,
US, NYU
2004-04 2006-06
Sargasso sea
US , JCVI
2007-07
Eel river Sediment
US, JGI
2009-01 2010-03
Termite gut
US, JGI
2010-05 2011-01
Cow rumen
US, JGI
2011-07
Soil Metagenomes
US, JGI
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