Université Pierre Et Marie Curie
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Université Pierre et Marie Curie Sciences de la Nature et de l’Homme : Evolution et Ecologie Molècules de communication et adaptation des micro-organismes Molècules de défense et de communication dans les écosystèmes microbiens Diversité chimique et bactéries associées à Spongia officinalis, une éponge marine accumulatrice de métaux Par Cléa Bauvais Thèse de doctorat d’écologie chimique et microbienne Dirigée par Marie-Lise Bourguet-Kondracki et Séverine Zirah Présentée et soutenue publiquement le 4 mars 2015 Devant un jury composé de : M. Bernard Banaigs Chargé de recherche, INSERM Rapporteur M. David Pignol Directeur de recherche, CEA Rapporteur Mme. Claude Grison Professeur, Université de Montpellier Examinateur M. Fabien Joux Maître de conférences, UPMC Examinateur M. François Lallier Professeur, UPMC Examinateur Mme. Sylvie Dufour Directeur de recherche, CNRS Examinateur Mme. Séverine Zirah Maître de conférences, MNHN Co-directeur de thèse Mme. Marie-Lise Bourguet-Kondracki Directeur de Recherche, CNRS Co-directeur de thèse A ma mère Remerciements Ce travail de thèse a été réalisé dans l’unité "Molécules de Communication et Adaptations des Micro-organismes", UMR 7245 CNRS-MNHN au Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris. Je souhaiterais tout d’abord remercier l’ensemble des membres du jury de m’avoir fait l’honneur d’évaluer ce travail de thèse, en particulier Monsieur Bernard Banaigs, Chargé de recherche à l’INSERM (Laboratoire de Chimie des Biomolécules et de l’Environnement, Perpignan) et Monsieur David Pignol, Directeur de recherche au CEA (Laboratoire de Bioénergétique Cellulaire, Cadarache) pour en être les rapporteurs. Mes remerciements vont également à Madame Claude Grison, Professeur à l’Université de Montpellier, pour avoir suivi mes travaux de thèse pendant ses trois années et pour sa participation à ce jury de thèse. A Monsieur Fabien Joux, maître de conférences à l’Université Pierre et Marie Curie et Monsieur François Lallier, Professeur à l’Université Pierre et Marie Curie ainsi qu’à Madame Sylvie Dufour, directeur de recherche au CNRS, pour leur participation à ce jury de thèse. Je voudrais remercier également Madame Sylvie Rebuffat, Professeur au MNHN et directrice de l’unité "Molécules de Communication et Adaptations des Micro-organismes", pour m’avoir permis d’effectuer ma thèse pendant ces trois années et m’avoir accueillie au sein de son unité. J’adresse mes remerciements les plus sincères à mes directrices de thèse, Mesdames Marie-Lise Bourguet-Kondracki et Séverine Zirah. Merci de m’avoir confié un si beau sujet, de m’avoir fait confiance, de m’avoir guidée, soutenue, conseillée, motivée et aidée tout au long de ces trois années de thèse, et un peu plus. Merci pour vos encouragements, votre compréhension, votre gentillesse, votre bienveillance, votre disponibilité (je ne compterais pas le nombre de fois où je suis venue toquer à votre porte pour une question idiote, un besoin d’avis ou un problème urgent). Un grand merci à Monsieur Thierry Perez, pour nous avoir donné la chance de travailler sur son modèle d’étude S. officinalis, pour ses critiques toujours constructives, son recul et sa réflexion sur l’ensemble du travail. Je remercie également Madame Isabelle Domart-Coulon, pour tout le travail de microscopie, sa motivation, son entousiasme. Merci pour toutes les discussions fructueuses et motivantes que nous avons, sans oublier les rires, les bonnes formules "c’est pas la honte d’être un épibionte", le kouglov et les clémentines. Merci à Mesdames Virginie Chapon et Laurie Piette pour leur accueil au sein du "Laboratoire des Intéractions Protéine Métal" et de m’avoir formée à la technique de DGGE. Merci à Monsieur Emmanuel Wafo et Madame Florence Chaspoul pour leur aide dans la mesure des concentrations métallique associées aux bactéries et à l’éponge S. officinalis. Merci à Madame Jennyfer Miot pour son implication dans le travail de microscopie à balayage couplée à la microanalyse à rayon X. Je tiens à remercier Régis Debruyne et Jose Utge pour leur implication dans le projet de séquençage des souches de Pseudovibrio sp. tolérantes aux métaux. Ainsi que Loic Ponger et Evelyne Duvernois‐Berthet pour l’assemblage de ce génome. Merci aux personnes qui ont contribué de près ou de loin aux résultats de cette thèse. J’adresse mes remerciements aux étudiants qui ont contribué à ce travail, Bertille Bonnaud, Fanny Herrier et Guillaume Groshenry. Merci pour votre investissement dans le projet. Je tiens à remercier Madame Arlette Longeon pour les nombreux échanges scientifiques que nous avons eues et pour m’avoir aidée, écoutée et conseillée tout au long de la thèse. Je remercie mes collègues de bureau, Samuel Dupont, Johan Garderes pour les échanges scientifiques et les moments de décompression nécessaires. Merci à Messieurs Arul Marie et Lionel Dubost pour leur aide en spectrométrie de masse. Je remercie également Messieur Alain Blond et Alexandre Deville pour leur aide précieuse dans la réalisation des expériences de RMN. Je remercie tous les membres du laboratoire MCAM avec un remerciement tout particulier aux gestionnaires de l’unité Mesdames Catherine Pougault, Nora Ouache et Djana Mokhtari et Monsieur Brice Molinelle pour leur aide précieuse dans les démarches administratives. Je voudrais remercier chaque personne de l’équipe que j’ai eu la chance et l’honneur de rencontrer et de découvrir tout au long de ces trois années de thèse. Que de souvenirs, de rire, de fous-rires, de réflexions scientifiques, de discussions (parfois emflammées), de blagues, de midis à thèmes, de sérieux et de folie…Il s’en est passé des choses en trois ans ! Plus que de simple collègues, j’ai rencontré de véritables amis. Merci à Alison Besse d’avoir toujours un bon mot, un sourire, une chanson, une confidence joyeuse aussi bien dans les hauts que dans les bas de la vie. Merci à Christine Maulay-Bailly pour toutes tes attentions, ta gentilesse, tes services, ta bonne humeur communicative. Merci pour ton écoute, ta patience, ton calme rassurant, ton côté maman que tout le monde aime. Merci de m’avoir gentillement nourrie pendant la fin de rédaction. Merci à Manon Vandervennet, pour toutes ta gentillesse, pour toutes les discutions que nous avons eues et tes précieux conseils en microbiologie, merci d’avoir su dompter mes cheveux. Merci à Carine Lombard, d’avoir toujours répondu avec le sourire à mes milliers de questions techniques, merci pour ton aide précieuse depuis le premier jour de la thèse. Merci à Jean Peduzzi, chez qui j’ai rencontré un utopiste révolté, un amoureux de la science, avec qui j’ai beaucoup appris et ai encore beaucoup à apprendre. Merci à Michel Cheminant pour toutes les discussions que nous avons pu avoir, merci pour tes conseils professionnels et personnels. Merci à Alain Blond, Christophe Goulard et Alexandre Deville pour la pause café du midi, pour leur humour grinçant, leurs conseils techniques en matière de vélo. Merci à Brice Molinelli pour tous les moments que nous avons partagé, pour tes connaissances illimité en cinéma, tes prises de position toujours franches, merci d’avoir été mon compagnon de ping-pong le jeudi midi. Merci à Jean-Baptiste Rioux, pour tes conseils avisés sur les manips, nos points de vues assez semblables sur de nombreux sujets. Je tiens également à remercier Adrienne Kish, Agathe Lecointe, Alyssa Carré-Mlouka, Fadoua Ghanmi, Hajer abdelkafi, Hélène Barreteau, Linh Mai Hoang, Nora Ouache, Séverine Amand et Messieurs Alexandre Ear, Jimmy Mevaere, Mehdi Zaghouani. Je tiens à exprimer mes remerciements les plus profonds et les plus sincères à ma famille pour leur présence et leur soutien tout au long de mes études. Maman, je ne trouverais jamais les mots justes pour exprimer combien je te remercie de m’avoir soutenue, d’avoir cru en moi toutes ces années, d’avoir éveillé ma curiosité, mon appétit de découverte, d’avoir aiguisé mon sens critique, d’avoir fait de moi quelqu’un d’heureux et de libre. Merci d’avoir été une mère exceptionnelle que je garderais toujours dans mon cœur. Tu me manques. Papa, merci pour ton soutien et ton amour, merci d’être toi, d’être là. Je pense à toi. Julie, ma grande sœur, merci pour ton soutien, pour tout ce que tu m’apportes, merci de toujours veiller sur moi, pour les liens qui nous unissent. Je voudrais remercier tout particulièrement Sarah, pour m’apporter tant de bonheur chaque jour, pour m’avoir soutenue pendant cette dernière année de thèse, d’avoir su me redonner le sourire dans les moments grave et de partager avec joie les moments heureux. Merci. Je voudrais également remercier mes amies d’enfance, Anahi, Joséphine et Emilie D.. Merci à mes amis d’ici et d’ailleurs, Emilie F., Godelieve, Jean-Baptiste, Laura, Laure, Lorenzo et Sandrine. Table des matières Table des matières ..................................................................................................................... 1 Abréviations ............................................................................................................................... 7 Introduction générale ............................................................................................................... 11 État de l’art ....................................................................................................................................................... 17 1. Les métaux dans le milieu marin..................................................................................................... 19 1.1. Les métaux .....................................................................................................................................