Etude de l`effet de l`oxygène sur la physiologie et le métabolisme de

Thèse de Doctorat
Mention Microbiologie, Biotechnologie
Présentée par
Mlle Raja LAKHAL
Ingénieur en Sciences Appliquées et Technologie filière Bio-Industrie
En vue d’obtenir le grade de docteur de l’Université de Carthage à Tunis et
de l’Université de Provence à Marseille
Soutenance prévue pour le 15 Juillet 2011 à l’Institut National des Sciences Appliquées et de
Technologie devant le Jury composé de
Pr. Abdelatif BOUDABOUS Président (Tunisie)
Pr. Nabil ZOUARI Rapporteur (Tunisie)
Dr. Gérard FONTY Rapporteur (France)
Dr. Yannick COMBET-BLANC Examinateur (France)
Pr. Moka HAMDI Directeur de thèse (Tunisie)
Dr. Bernard OLLIVIER Directeur de thèse (France)
Etude de l’Effet de l’Oxygène sur la
Physiologie et le Métabolisme de la
bactérie hyperthermophile
anaérobie Thermotoga maritima
Université de Carthage
Ecole doctorale des Sciences de l’Ingénieur et
Technologie
Institut National des Sciences Appliquées et de
Université de Provence Aix Marseille I
Ecole Doctorale des Sciences de la Vie
et de la Santé
Laboratoire d’Ecologie et de Technologie Microbienne
(LETMi)
Laboratoire de Microbiologie
Institut de Recherche pour le Développement
(IRD) Marseille

A mes parents Fethi et Beya,
A mes parents Fethi et Beya,A mes parents Fethi et Beya,
A mes parents Fethi et Beya,
J’espère que vous êtes fiers de moi
J’espère que vous êtes fiers de moiJ’espère que vous êtes fiers de moi
J’espère que vous êtes fiers de moi !
!!
!

Remerciements
Cette thèse a été réalisée au Laboratoire de Microbiologie et Biotechnologie
des Environnements Chauds à l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
à Marseille en partenariat avec le Laboratoire d’Ecologie et de Technologie
Microbienne (LETMi) à l’Institut National des Sciences Appliquées et de Technologie
(INSAT) à Tunis. Je remercie ainsi Monsieur Jean-Luc THOLOZAN, directeur du
laboratoire IRD, de m’avoir accueillie dans ses locaux ; ainsi que Monsieur Samir
BEN AHMED, directeur de l’INSAT, d’avoir accepté mon inscription dans son
établissement.
Je souhaite remercier en premier lieu Monsieur Gérard FONTY et Monsieur
Nabil ZOUARI de m’avoir fait l’honneur d’accepter d’êtres les rapporteurs de ma
thèse et de m’accorder un peu de leur temps précieux pour juger et corriger mon
travail. Qu’ils reçoivent ici l’expression de ma profonde gratitude.
J’adresse un grand remerciement à mon directeur de thèse Monsieur Bernard
OLLIVIER qui était toujours là pour moi. Je lui suis reconnaissante de m’avoir faite
profiter de ses compétences et connaissances scientifiques et je le remercie
également pour sa grande sagesse, son soutien moral et son rire légendaire.
Je remercie mon directeur de thèse le Professeur Moktar HAMDI, également
directeur du laboratoire LETMi à l’INSAT et directeur de l’école doctorale des
Sciences de l’Ingénieur et Technologie, pour son regard sur mon travail ainsi que ses
conseils scientifiques. Je lui suis reconnaissante de m’avoir permis de participer à
des séminaires nationaux et internationaux et de m’épauler pendant mes
communications orales.
Mes vifs remerciements s’adressent à mes encadrants de thèse Messieurs
Yannick COMBET-BLANC et Richard AURIA qui m’ont été d’une aide considérable
dans la conduite des expérimentations tout au long de mes travaux de thèse et dans
la rédaction de mes deux articles ainsi que ma thèse. Je les remercie aussi de
m’avoir offert la possibilité de travailler dans le cadre d’une ANR pendant ma
dernière année de thèse et de me faire profiter de leur savoir faire. Je les remercie
également pour tous les conseils scientifiques, administratifs et autres qu’ils m’ont
donnés autour de nos multiples réunions formelles et informelles. Je ne peux oublier
de les remercier de m’avoir accompagné à mon premier congrès international
« Extremophiles 2010 » aux Azores et de tous les bons moments qu’on a passé là-
bas. Qu’ils trouvent ici le témoignage de ma grande reconnaissance.
Une mention spéciale à Monsieur Alain DOLLA, directeur du laboratoire
d’interactions et modulateurs de réponses IBSM CNRS Marseille et Madame Marie-
Claire DURAND, ingénieur du laboratoire, pour m’avoir accueillie à bras ouvert dans
leur laboratoire pour m’initier aux approches de transcriptomique. Merci Alain pour
ton aide précieuse dans la conduite de mes expérimentations, pour ta réactivité dans
la correction de mes articles et mon manuscrit de thèse, pour tes conseils avisés et
enfin pour ta disponibilité et ta gentillesse. Merci Marie-Claire pour nos séances de
bavardages en attendant les résultats de la qRT-PCR et merci pour le chocolat !!

Un grand merci à notre ingénieur d’étude à l’IRD Sylvain DAVIDSON qui m’a
formée à l’utilisation de la plateforme du fermenteur, les appareils de
chromatographie et même les feuilles de calcul Excel. Je le remercie, par ailleurs,
pour sa disponibilité (même vers minuit !!), son aide considérable et sa bonne
humeur qui m’a accompagnée même dans les moments difficiles par lesquels je suis
passée tout au long de ma thèse.
Comment exprimer ma reconnaissance à la personne qui, tout au long de mon
séjour à Marseille, a joué le rôle d’une douce maman, une généreuse sœur, une
sympathique confidente, une agréable voisine et une vraie amie, Madame Corinne
VALETTE, notre responsable qualité du laboratoire IRD et ma collègue de bureau ?
Je n’oublierais jamais les leçons de la vie qu’elle m’a données pendant nos multiples
conversations, les tempos des chansons qu’elle m’a fait découverts, les astuces de
cuisine gourmande qu’elle a généreusement partagées avec moi et surtout son
grand sourire et ses mots doux qui ont guéri mes nombreuses blessures et m’ont
remonté le moral à chaque fois que ma Tunisie me manquait. Du fond du cœur,
merci ma Coco ! Notre amitié restera à jamais précieuse à mes yeux !
Je témoigne ma reconnaissance également à mes amies Dukaniennes,
Docteur Laurence CASALOT et Docteur Gwénola SIMON, chargées de recherche à
l’IRD sans oublier Mademoiselle Isabelle GUEDIN, notre secrétaire de laboratoire. Je
les remercie pour leur générosité et leur disponibilité et pour tous les petits bons
repas conviviaux qu’on a partagés ensemble dans la joie et la bonne humeur. Merci
Laurie pour ton implication dans mon travail de thèse, tes conseils scientifiques mais
aussi pour tes fameux bisous matinaux chaleureux et ton sourire sympathique et j’ai
failli oublier le chocolat !
Toute ma reconnaissance va à Marie-Laure FARDEAU, notre ingénieur de
recherche à l’IRD, pour m’avoir soutenue et épaulée tout au long de ma thèse, pour
m’avoir initiée aux techniques de culture des micro-organismes anaérobies lors de
mon stage de master BioDev et pour m’avoir transmis son savoir faire technique et
scientifique. Grâce à elle, le monde fascinant des micro-organismes anaérobies n’a
plus de secret pour moi (ou presque !!). Je ne manque pas de la remercier pour son
soutien moral et ses encouragements. Merci Marie-Laure pour tout ce que tu as fait
pour moi.
Merci à Manon JOSEPH BARTOLI, notre technicienne de laboratoire, pour sa
bonne humeur et sa sympathie. Un grand merci à Agnès HIRSCHLER, Pierre
CHRISTEN, Jean-Luc CAYOL, Jean LORQUIN, Anne POSTEC, Nathalie PRADEL,
Marc LABAT, Didier ALAZARD, Gaël ERAUSO, Guy FAUQUE, Jean LE MER et
Grégoire GALLES pour avoir supporté mes éclats de rire stridents et mes
bavardages dans les couloirs du laboratoire.
Je ne manquerais pas de remercier les thésards du laboratoire, mes
compagnons de guerre, Oulfat AMIN ALI, Alexia COMTE, Matthieu CRAVERO,
Wajdi BEN HANIA, Abdeljabar HEDI, Zouhaier BENALIGAM et Bruno MAYEUX, qui
ont beaucoup contribué à mon équilibre pendant ces quatre années de thèse. Merci
les amis pour les fous rires qu’on a partagés.

Mes journées à l’IRD n’auraient pas été les mêmes sans mon fidèle ami
Rafael UZARRAGA, avec qui j’ai partagé la plupart de mes fous rires durant ces
quatre ans. C’est quelqu’un qui était toujours présent pour moi et qui a su apaiser ma
colère, réconforter mes craintes, modérer mes angoisses et supporter (par
moments !!) ma mauvaise humeur. Je le remercie également pour sa générosité et je
lui souhaite une bonne chance pour sa soutenance de thèse prévue très
prochainement et aussi un bon retour au Mexique. Je lui adresse mes vœux de
bonheur et que Dieu lui garde sa merveilleuse famille. Espérons qu’on gardera ces
liens d’amitié très forts en dépit des océans qui nous sépareront.
Riadh, Julien et Michel, nos informaticiens, merci de répondre présents dès
que j’appelle au secours, et de domestiquer à chaque fois cette satané de machine
qu’un appelle ordinateur !
Une attention spéciale à ma « nmila » adorée Qods LAHMAR, ma voisine de
palier à la cité universitaire et ma sœurette dévouée. Merci d’avoir embelli mes
années passées loin de ma famille ; merci d’avoir effacé avec ton sourire gracieux, ta
bonté divine et ton énorme générosité tout sentiment de dépaysement ; merci de
m’avoir accepté comme je suis ; merci pour tes conseils de tous genres ; merci
d’avoir essuyé mes larmes dans mes moments de tristesse et de faiblesse ; merci
d’avoir fait de mes peines des purs moments de joie ; merci de m’avoir accompagnée
pratiquement chaque week-end à la rue Saint Ferréol, au cinéma, à la piscine ; merci
d’avoir partagé avec moi tous mes kebab et mes repas galas aux restaurants ; merci
pour toutes les soirées pyjamas sans oublier les bons moments qu’on a passé à Nice
et j’en passe car je ne te remercierais jamais assez !
Je réserve mes derniers chaleureux remerciements à ma famille à Tunis.
Papa, j’espère que tu es fier de ton petit « machmoum », comme tu m’appelles
souvent. Je te dédie cette thèse et ce diplôme à toi qui ne m’as jamais abandonnée,
à toi qui as toujours su comment me remonter les bretelles et m’encourager à aller
vers l’avant, à toi qui, avec ton sourire, panses ma tristesse et sèmes la gaieté dans
tout mon être.
Papa, tu te rappelles quand j’étais petite, contrairement à tous les enfants de mon
âge, je ne rêvais pas d’un métier phare ; médecin, pilote, artiste, et autres, ne veulent
rien dire pour moi ! Cependant, en discutant avec toi, tu as su m’orienter dans mes
choix d’études et de carrière, et je n’oublierais jamais ton conseil : « ma fille, la
recherche biologique est l’avenir de ce monde !». A force d’avoir confiance en toi, j’ai
suivi tes conseils aveuglement et je ne le regrette point, car après dix ans d’études
supérieurs, je trouve ton conseil plus que d’actualité et je suis tout simplement fière
d’avoir un papa visionnaire comme toi ! Merci papa d’avoir guidé mes pas vers la
réussite !
Je me rappelle aussi de toutes les fois, où en rentrant de l’école, du lycée, de la
faculté et même du laboratoire, je te raconterais tout ce que j’ai fait de ma journée. Je
te faisais un compte rendu de mes cours, TD et TP (cela m’aidait à réviser aussi !), je
t’expliquais mes expérimentations et mon raisonnement et je te faisais même part de
mes réunions. Je sentais à chaque fois ton implication et je remarquais que tu
t’intéressais à tout ce que je disais quelques soit le sujet. Je te racontais même les
potins de mes amis et même les blagues que j’ai entendues dans la journée. Grâce à
ta générosité et ta sagesse, tu rigolais, tu me conseillais, tu essayais mes larmes, tu
me donnais une petite tape dans le dos, tu me calmais, etc… Tu as toujours su