Functional microbial ecology from gene to ecosystem

L’exploration de la biodiversité des écosystèmes marins permet de caractériser le monde microbien présent mais n’apporte pas d’indications sur les fonctionnements de ces écosystèmes.

En parallèle à la description du monde microbien, les activités de recherche de l’équipe MEB viseront à comprendre le rôle de ce compartiment microbien dans les transferts de matière et d’énergie dans l’environnement marin. A partir d’organismes modèles ou de petits consortia spécialisés, la bioénergétique liée aux métabolismes microbiens sera un sujet particulièrement d’intérêt. Parmi ces métabolismes, la compréhension de l’énergétique liée à la fixation du CO2 chez des organismes autotrophes (origine des électrons, thermodynamique des réactions…), les voies « paradoxales » du cycle du méthane (e.g. oxydation anaérobie) et du mercure (e.g. méthylation oxique), ou des mécanismes liés à l’électro-microbiologie (mutualismes microbiens, transfert des électrons,…) permettra de mieux appréhender les dynamiques de ces biotopes. Des métabolismes et traits fonctionnels spécifiques, comme par exemple la bioluminescence, seront suivis depuis l’isolement de nouvelles souches jusqu’à la compréhension de l’impact sur la communauté. Au travers de la description de nouvelles voies métaboliques, seront abordées les transformations et interactions microbiennes à l’interface entre les cycles des éléments (C avec la pompe bio ou le méthane, N, Fe, H), ainsi que la découverte de facteurs de contrôle naturels dans l’environnement.

Parmi ces facteurs, les virus jouent à la fois un rôle de vecteurs de l’information génétique dans l’écosystème, mais également un rôle de facteur de contrôle dans la dynamique des communautés. Ces études se feront sur une micro-echelle en lien avec le fonctionnement de la communauté.

These studies will benefit from the tools developed within the team, in particular comprehensive analytical tools (GC, HPLC, MS) for measuring activities under extreme conditions, and automated culture platforms for reproducing the most complex environmental conditions (hyperthermophilic, micro-aerobic, alkalophilic, anaerobic, hyperbaric, etc.) in a controlled and instrumented way. Molecular approaches (genomics, transcriptomics, metabolomics and proteomics) will also enable these problems to be tackled from the various aspects of biology.