Nouvelles approches d'étude des réseaux microbiens

New approaches to study microbial networks

Microbiologie Marine CNRS/INSU UPR 223, Université de la Méditerranée, Campus de Luminy, Case 907, F-13288 Marseille, France

Résumé

Les écosystèmes aquatiques sont des milieux privilégiés pour les transports d'organismes, les échanges entre individus, les évolutions rapides de communautés, combinés à la propagation rapide de signaux physiques et chimiques dans l'environnement. Les réseaux microbiens, composés d'une grande variété de micro-organismes (des bactéries au phytoplancton et aux protozoaires) dans divers états physiologiques, sont la base du fonctionnement de ces écosystèmes. L'identification des micro-organismes présents, et de leurs activités in situ, sont des défis technologiques permanents pour le microbiologiste. Les différentes évolutions technologiques concernent : i) L'amélioration des techniques de dénombrement des bactéries vivantes. ii) L'adaptation des techniques de cytométrie (en image et/ou en flux) associées à des marqueurs fluorescents au comptage des micro-organismes in situ. Ces comptages peuvent concerner la présence d'une espèce ou d'une fonction métabolique (association de l'immunofluorescence avec la microscopie ou la cytométrie de flux, ou encore utilisation de sondes phylogénétiques fluorescentes à différents niveaux taxonomiques). iii) La combinaison des techniques décrivant l'état et les fonctions des microflores (biomasse, production, vitesse et rendement de croissance, diverses activités métaboliques intervenant dans les cycles biogéochimiques et/ou les processus de pollution ou de bioremediation) avec des techniques de chimie analytique fine décrivant le milieu naturel (HPLC, chromatographie gazeuse, spectrométrie de masse). iv) La recherche au niveau cellulaire de la réponse bactérienne aux conditions de stress par la mise en évidence de systèmes protéiques nouveaux.

Abstract

Aquatic ecosystems are characterised by physical and chemical fluctuations and gradients as well as by the resulting transportation's of organisms, modifications of communities and exchanges between individuals. The microbial networks, from the phytoplankton to the bacteria and protozoa, all in various states of activity, are a major component for the functioning of the pelagic ecosystems. The measurement of in situ numbers and activities of the micro-organisms is a permanent challenge for the microbiologist. Recent advances in techniques and technologies has provided new concepts to study micro-organisms in natural aquatic environments. They concern i) the improvement of counts of viable bacteria, ii) the combination of cytometry techniques (image analysis and/or flux cytometry) with fluorescent markers (fluorochromes, fluorescent genetic probes) to determine species or metabolic function, iii) the use of radioactive compounds combined with techniques of fine chemistry like GC, HPLC, mass spectrometry to describe metabolic rates, interaction with the chemical environment, iv) the assessment of bacterial response to external stresses at the molecular level.