La biomasse microbienne reprsente plus de la moiti
La biomasse microbienne représente plus de la moitié de la biomasse de la planète Le rôle de l'infiniment petit dans la nature est infiniment grand Louis Pasteur
Cycle de l’azote l Fixation d ’azote atmosphérique Nitrification l Dénitrification l
Oxydation de l’ammoniac en anaérobiose Bactéries capables de convertir l’ammoniaque en azote moléculaire en absence d'oxygène (Strous et al. , Nature 1999) NH 4+ + NO 2 - N 2 + 2 H 2 O Processus anammox
Cycle de l’azote l Fixation d ’azote atmosphérique Nitrification l Dénitrification l l Anammox
Mollicutes Actinobacteria Cyanobacteria Deinococcus-Thermus Aquifex aeolicus Firmicutes Fusobacterium nucleatum Thermotoga maritima Clostridia, Thermoanaerobacteriales Bacilli Chlorobium tepidum Bacteroidetes 98, 58 Beta/Gamma- Leptospira interrogans 100, 100 Alpha- 100, 98 Borrelia burgdorferi Treponema pallidum Treponema denticola Delta- Proteobacteria 0. 10 Epsilon- Kuenenia stuttgartiensis Chlamydiae Rhodopirellula baltica Gemmata obscuriglobus Planctomycetes Spirochaetes
Anammox bacteria anammoxosome cytoplasm NH 4+ N 2 H 4 4 e. NH 2 OH NO 2 - Anammox reaction : NH 4+ + NO 2 - N 2 + 2 H 2 O
Ladderanes
Functional redundancy in catabolism and respiration
Alignements multiples de séquences
Michael Jetten, Marc Strous et al. Michael Wagner et al. Hans Werner Mewes et al. Dept Microbiologie Nimègue Dept Ecologie Microbienne Vienne Dept Bioinformatique Munich Denis Lepaslier Eric Pelletier Sophie Layac Chantal Schenowitz Valérie Barbe Delphine Mavel Patrick Wincker David Vallenet Claudine Médigue Nuria Fonknechten Béatrice Ségurens EVK 1 -CT-2000 -00050 Genoscope et UMR 8030 Génomique Métabolique
La flore procaryote de tous les milieux naturels analysés est constituée à plus de 99% d’espèces non cultivées
Pourquoi explorer le monde procaryote ? l compréhension des processus globaux auxquels les bactéries prennent une part essentielle et qu ’il faut mieux connaître alors que des changements globaux commencent à se produire l nouveaux éclairages sur l ’évolution et l ’origine de la vie l applications
Pourquoi explorer le monde procaryote ? production primaire de biomasse et de composés organiques reste largement méconnue diversité biochimique des procaryotes reste en partie ignorée nouveaux constituants cellulaires métabolites secondaires pathogènes
Pourquoi explorer le monde procaryote ? Les systèmes procaryotes seront plus faciles à modéliser Le comportement des communautés d'espèces procaryotes sera aussi plus facile à modéliser
La nature transforme en permanence la biomasse y compris les déchets de ces transformations, sans coût énergétique (énergie solaire)
Depuis quelques décennies l'homme a commencé à imiter la nature en développant des procédés de chimie de synthèse faisant appel aux bioconversions Nous ne sommes qu'au début de cette mutation inéluctable
L'industrie chimique commence à être touchée par deux problèmes majeurs et interdépendants : Le renchérissement du coût des hydrocarbures L'ajustement à une logique de "développement durable"
Les solutions à ces deux problèmes doivent viser à : diminuer l'utilisation du carbone fossile en tant que source d"énergie et matière première diminuer les coûts de production diminuer la production de déchets et de sousproduits polluants
Ces trois objectifs peuvent être atteints par une démarche unique qui substitue aux procédés chimiques actuels des procédés biotechnologiques qui peuvent être : économes en énergie basés sur des matières premières recyclables (carbone de la biomasse) non polluants ou recyclant les déchets
L’inventaire des bioconversions et des enzymes capables de les catalyser est loin d’être clos
Le monde microbien constitue la principale source d’activités biocatalytiques Or ce monde reste à explorer…
Bioconversions Inventorier les gènes commandant les réactions chimiques du vivant et les cycles biogéochimiques des éléments (C, N, P, S) • séquençage systématique des ADN de flores bactériennes de milieux naturels • recherche de gènes d'intérêt potentiel • test des activités biocatalytiques
At this stage, biotechnology's greatest uses are in medicine and agriculture, but it's greatest long term impact may well be industrial Carl Feldbaum Biotechnology Industry Organisation (BIO) 2004
séquençage cartographie sous-clonage etc. annotation assemblage finition
Le séquençage massif de l’ADN est il encore utile ? Inventaires de gènes codant pour des protéines et de leurs transcrits Identification de transcrits sans fonction(s) connue(s) Variabilité et plasticité des génomes Evolution et phylogénèse
Le séquençage reste un préalable incontournable pour aborder - l’étude d’un organisme d’intérêt fondamental ou pratique - des questions d’ordre biomédical - explorer la biodiversité
Poursuivre l'analyse et l'annotation de génomes procaryotes et eucaryotes Contribuer à l'inventaire des fonctions métaboliques des bactéries Aller au-delà du séquençage en testant expérimentalement les activités d'enzymes du métabolisme bactérien Tenter de modéliser des processus et des systèmes biologiques
séquençage cartographie sous-clonage annotation assemblage finition développement applications validation expérimentale modélisation
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