Université de Bretagne Occidentale (UBO)

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La biosphère océanique profonde représente l’écosystème le plus vaste de notre planète, elle est caractérisée par des conditions physico-chimiques extrêmes et notamment par des fortes pressions hydrostatiques. Bien que des procaryotes de différents types métaboliques et appartenant aux deux domaines du vivant (Archaea et Bacteria) aient été isolés de différents environnements océaniques profonds (froid, tiède et chaud), très peu sont piézophiles (du grec piezo = presser) voire piézophiles stricts. Parmi les 60 procaryotes piézophiles isolés à ce jour, plus de 88% sont des bactéries psychrophiles. Notre unité a largement contribué à l’isolement de procaryotes piézophiles hyper/thermophiles. En 1999, elle a isolée l’archée hyperthermophile piézophile Thermococcus barophilus. En 2002, c’est l’unique bactérie thermophile et piézophile Marinitoga piezophila qui a été obtenue en culture pure par notre équipe et, enfin, en 2009, nous avons isolé la première et l’unique archée hyperthermophile piézophile stricte Pyrococcus yayanosii CH1. La présence des procaryotes piézophiles dans les environnements chauds et froids des fonds océaniques pose les questions suivantes, à savoir :
-Les procaryotes piézophiles possèdent-ils des métabolismes et des physiologies particulières leurs permettant de jouer un rôle majeur dans les cycles biogéochimiques des environnements océaniques profonds ?
-Les piézophiles sont-ils des procaryotes autochtones ou plutôt allochtones afin de comprendre le processus de l’évolution et de l’adaptation ayant conduit ses procaryotes de la surface de l’océan vers les fonds marins ou l’inverse ?
L’étude des mécanismes d’adaptation à la pression se fait sur les 3 modèles hyper/thermophiles piézophiles cités ci-dessus et dont la manipulation est bien maîtrisée par le laboratoire.
Les génomes de 2 Archaea piézophiles T. barophilus et P. yayanosii et celui de la bactérie Marinitoga piezophila sont entièrement séquencés et annotés. Les approches de génomique fonctionnelle (transcriptome, protéome) couplées à des analyses de génomique évolutive (analyse in silico des génomes), sont utilisées afin d’analyser l’expression des génomes (transcription et traduction) des trois procaryotes piézophiles cités ci-dessus en comparaison avec d’autres microorganismes hyper/thermophiles phylogénétiquement proches, non piézophiles et dont les génomes sont disponibles (Thermococcus kodakaraensis, Marinitoga littoralis et Pyrococcus furiosus). L’objectif ultime de ce travail sera d’élucider les bases génétiques, physiologiques et moléculaires de la piézophilie en termes d’adaptation structurale des protéines, de réseaux de régulation et d’activité des voies métaboliques en vu de décrypter les signatures moléculaires de l’adaptation aux fortes pressions hydrostatiques. Ce projet a bénéficié de l’appui de l’ANR car le projet « Living deep » a été sélectionné et financé dans le cadre de l’AAP ANR blanc 2010.