sujet de these LIMOS RP2E

Sylvie Desobry

Description

Sujet de thèse « Interactions physico-chimiques entre bactéries et surfaces abiotiques : influence sur le métabolisme basal et /ou spécifique » Sylvie Banon-Desobry : directeur de thèse. [e-mail] Patrick Billard : co-directeur de thèse. [e-mail] Ce sujet de thèse est proposé en relation avec le programme blanc ANR HÆSPRI « Analyse multi-paramétrique des interactions bactérie-minéral ». Dans ce cadre, il s’inscrit dans la mise au point de systèmes « bactéries-minéral-solution » contrôlés permettant d’étudier les interactions bactéries-minéral sous différentes contraintes physico-chimiques. Le sol est un habitat complexe et dynamique où les bactéries sont distribuées de façon hétérogène aux interfaces solide-liquide et solide-gaz. L’immobilisation d’une bactérie puis d’une micro-colonie sur un support solide peut résulter de la combinaison de plusieurs facteurs environnementaux : la nature physico-chimique des interfaces, la structure du milieu solide (rugosité, porosité, densité), la biodisponibilité des nutriments, … Afin de rendre compte de la complexité des interactions bactéries-minéral dans les sols, l’objet de cette thèse est de créer des surfaces abiotiques variées en termes de texture (porosité, rugosité) et d’accessibilité aux minéraux. Les interactions bactéries-minéral, générées dans ces systèmes, seront mesurées grâce à des marqueurs physico-chimiques de dégradation minérale et ...

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Extrait

 Sujet de thèse Interactions physico-chimiques entre bactéries et surfaces abiotiques: influence sur le métabolisme basal et /ou spécifique »  Sylvie Banon-Desobry : directeur de thè[e-mail]  Patrick Billard : co-directeur de thè[e-mail]  Ce sujet de thèse est proposé en relation avec le programme blanc ANR HSPRI Analyse multi-paramétrique des interactions bactérie-minéral». Dans ce cadre, il sinscrit dans la mise au point de systèmes bactéries- minéral-solution »contrôlés permettant détudier les interactions bactéries-minéral sous différentes contraintes physico-chimiques.  Le sol est un habitat complexe et dynamique où les bactéries sont distribuées de façon hétérogène aux interfaces solide-liquide et solide-gaz. Limmobilisationdune bactérie puis dune micro-colonie sur un support solide peut résulter de la combinaison de plusieurs facteurs environnementaux: la nature physico-chimique des interfaces, la structure du milieu solide (rugosité, porosité, densité), la biodisponibilité des nutriments,  Afin de rendre compte de la complexité des interactions bactéries-minéral dans les sols, lobjet de cette thèse est de créer des surfaces abiotiques variées en termes de texture (porosité, rugosité) et daccessibilité aux minéraux. Les interactions bactéries-minéral, générées dans ces systèmes, seront mesurées grâce à des marqueurs physico- chimiques de dégradation minérale et des marqueurs biologiques du métabolisme basal et/ou spécifiques de bactéries génétiquement modifiées. Le premier volet de la thèse concerne létude des interactions physico-chimiques entre bactéries et surfaces abiotiques, en milieu liquide. Les interfaces seront caractérisées indépendamment puis en présence lune de lautre selon des approches méthodologiques classiques et/ou à mettre en place dans le cadre de la thèse. Linterface des bactéries sera caractérisée en termes de mobilité électrophorétique et de balance hydrophobe/hydrophile (méthode de la goutte posée sur film bactérien ou tests MATS). Des supports abiotiques modèles seront choisis en fonction de leur hydrophobicité, de leur rugosité de surface, de leur porosité (polymères texturés). Les gels de silice composites (nanoparticules dargile + silice) mis au point conjointement par le LIMOS et le LEM seront utilisés comme supports déléments minéraux indispensables au développement des souches bactériennes étudiées. Des tests dadhésion des bactéries sur les surfaces abiotiques créées seront développés dans le cadre de la thèse selon le principe de partage des bactéries entre phase liquide et phase solide. Afin denvisager une approche probabiliste de ladhésion des bactéries, le partage sera réalisé sur microplaques dans des conditions variables de concentration bactérienne, de temps de contact bactéries/support solide, de température, pH, force ioniqueCette méthodologie multi-puits présente lavantage de pouvoir démultiplier les paramètres aisément (selon 96 puits au moins). La détermination quantitative du partage des bactéries entre phases solide et liquide sera réalisée par mesure de la fluorescence du milieu et par microscopie confocale laser grâce à des bactéries modifiées génétiquement par insertion du gène de la Green fluorescent Protein ou de la luciférase. Le second volet de la thèse concerne les modifications métaboliques induites par interactions bactéries-surfaces abiotiques. Il sera réalisé sur des bactéries  modèles » et des bactéries du sol déjà bien étudiées au LIMOS pour lesquelles des marqueurs du métabolisme basal et/ou des marqueurs spécifiques seront définis. La réponse métabolique sera suivie au cours du temps sur les bactéries ayant développé ou non des interactions avec le support solide. La détection sera réalisée grâce à lexpression de fluorochromes type GFP intégrés au génome bactérien et indicateurs du métabolisme basal ou de lexpression dune protéine spécifique. Pour les bactéries capables de libérer du fer à partir de particules dargile immobilisées dans un gel de silice, les cinétiques de production dacides organiques (dosage par chromatographie ionique), lacidification du milieu (pHmétrie), la libération de fer soluble (méthode spectrophotométrique à 530 nm, réduction du fer Fe(II) au thioglycolate) seront également quantifiées. Pour ce sujet à linterface de la microbiologie et de la physico-chimie, Il est souhaité que le candidat ait une formation en microbiologie et en physico-chimie appliquée aux systèmes biologiques. Riether K.B., Dollard M.-A., Billard P. (2001)Appl. Microbiol. Biotechnol.57, 712-716. Dollard, M-A., Billard P. (2003)J. Microbiol. Meth.55, 221-229 Gaiani, C., Ehrhardt, J.J, Scher J., Schuck P., Desobry S., Banon S. (2006).Colloids Surf B Biointerfaces.49, 71-78. Achour A.R., Bauda P., Billard P. (2007)Res. Microbiol. 158, 128-37 Grybos , M. Billard , P. Michot , L. and Mustin. C. 2009Geophysical Research Abstracts.11, 1306