Introduction

Les objectifs principaux de ce LIA sont d’améliorer nos connaissances de la diversité et de la biologie des microorganismes des sources hydrothermales océaniques profondes, et de mieux comprendre le fonctionnement de cet écosystème singulier, en abordant cette question à différentes échelles allant de la communauté microbienne à la molécule.

Missions et thèmes de recherche 

Nos études visent à appréhender la diversité et la biologie des microorganismes des sources hydrothermales océaniques profondes – avec un effort particulier sur la culture de microorganismes encore non cultivés – et à mieux comprendre le fonctionnement de cet écosystème singulier, depuis l’échelle écosystémique jusqu’à l’échelle moléculaire. Dans cette optique, les problématiques suivantes sont abordées: (i) Évaluation du potentiel métabolique des archées et bactéries non-cultivées via des approches de meta-omics ; (ii) Culture, isolement et caractérisation physiologique de micro-organismes non-cultivés à ce jour ; (iii) Écologie virale et caractérisation d’éléments génétiques mobiles ; (iv) Fonctionnement, interactions et biogéographie ; (v) Caractérisation des processus cellulaires intervenant dans l’adaptation aux conditions extrêmes.

Principaux projets de recherche 

A ce jour, les travaux menés ont conduit à la publication de plus d’une vingtaine d’articles scientifiques. A l’échelle de l’écosystème, les études en cours visent à décrire les microbiomes hydrothermaux de différents sites géographiques, via des approches de métagénomique, et à étudier le potentiel physiologique de microorganismes issus de panaches hydrothermaux, via des travaux de single cell genomics. Par ailleurs, des associations symbiotiques entre des crevettes hydrothermales et leurs épibiontes bactériens ont été caractérisées d’un point de vue fonctionnel, et d’autres associations symbiotiques entre des métazoaires et leurs symbiontes sont en cours d’investigation. A l’échelle de la cellule et de la population, les travaux menés ont déjà permis de découvrir et de caractériser 3 nouveaux genres bactériens et 9 nouvelles espèces microbiennes aux physiologies variées. Des associations entre des hôtes microbiens et leurs virus sont également en cours de caractérisation. Enfin, à l’échelle infracellulaire, des investigations portent sur la description d’un métabolisme primitif (dismutation des composés inorganiques soufrés) et de ses voies enzymatiques. Notre laboratoire a aussi une longue histoire de collaboration sur l’étude des mécanismes adaptatifs des microorganismes thermophiles à la pression ; Il poursuit ses travaux sur cette thématique, avec comme résultat marquant, l’isolement de la souche Pyrococcus yayanosii qui détient le record actuel de croissance sous pression. Dans le futur, nous allons étudier l’impact des activités anthropiques sur ces écosystèmes des grands fonds.

Les institutions et laboratoires impliqués 

Côté français :
• Laboratoire de Microbiologie des Environnements Extrêmes LM2E, UMR 6197 CNRS-UBO-Ifremer, Institut Universitaire Européen de la Mer
Côté chinois :
• Key Laboratory of Marine Biogenetic Resources KLMBR, Third Institute of Oceanography, State Oceanic Administration

Photographie d’une source hydrothermale océanique profonde (©Ifremer), l’écosystème sur lequel portent les travaux du LIA MicrobSea