Diversité Taxonomique Des Micro-Organismes Thermophiles Hétérotrophes Anaérobies Des Sources Hydrothermales Océaniques

Georges BARBIER
IFREMER, Laboratoire de Biotechnologie des Micro-organismes Hydrothermaux, BP 70, 29280 Plouzané
Cet exposé avait pour objectif de présenter le cadre microbiologique dans lequel s'insèrent divers travaux présentés lors des journées "Biologie Moléculaire des Thermophiles" du GDR "Bactocéan". Depuis la découverte des écosystèmes benthiques associés à l'hydrothermalisme océanique en 1977, divers sites ont été explorés dans plusieurs zones de l'Est et de l'Ouest Pacifique ainsi que sur la ride médio-Atlantique (Lutz & Kennish, 1993). Dans le cadre de campagnes françaises ou américaines organisées pour étudier les communautés biologiques inféodées aux émissions hydrothermales de ces différentes zones, nous avons pu disposer d'échantillons utilisables pour l'isolement de micro-organismes thermophiles. Deux objectifs sous-tendaient ce travail : l'étude de la biodiversité des micro-organismes thermophiles à l'échelle océanique et l'exploitation d'une collection microbienne diversifiée pour la recherche et l'étude d'enzymes thermostables. Nous avons constitué une collection de l'ordre de 250 isolats thermophiles obtenus via des cultures d'enrichissement à des températures comprises entre 60 et 100*C, réalisées avec des milieux organiques complexes, salés, en condition d'anaérobiose, avec ou sans ajout de soufre natif selon les cas. Ces milieux furent inoculés avec des échantillons hydrothermaux de nature diverse (fluides, minéraux, animaux). Une étude taxonomique conduite sur une centaine d'isolats de cette collection a permis de constater qu'ils se distribuaient en trois groupes nettement différenciés par les teneurs en Guanine et Cytosine de leurs ADN : i) des bactéries thermophiles isolées à 60*C avec 27<=GC%<=33, ii) des archaebactéries thermophiles isolées à 80 ou 85*C avec 39<=GC%<=50, iii) des archaebactéries thermophiles isolées à 85 ou 95*C avec 50<=GC%<=61. Diverses méthodes de typage ont été évaluées pour différencier ces isolats thermophiles : ribotypage (Grimont & Grimont, 1986), RAPD (Williams et al., 1991) et RFLP sur un fragment amplifié de l'opéron rrn (Meunier,1994). Ribotypage et RAPD ont révélé une large diversité de profils témoignant de la diversité génomique des isolats au sein et entre les sites de prélèvement. Les résultats de typage par RFLP/PCR nous ont permis de rattacher à 12 profils types l'ensemble des isolats étudiés ainsi que les souches de référence choisies pour leur aptitude à croître sur les mêmes milieux de culture. Des hybridations ADN/ADN entre des isolats représentant chacun de ces 12 groupes et le séquençage des ARNr 16S de ces mêmes isolats nous ont permis d'établir que cette méthode de typage différenciait des groupes taxonomiques à un niveau supra-spécifique et infra- générique. Ces résultats nous on révélé l'existence d'au moins 8 espèces nouvelles d'archaebactéries thermophiles incluant Pyrococcus abyssi (Erauso et al., 1993) et Thermococcus fumicolans (Godfroy et al., soumis) et une nouvelle espèce du genre bactérien Thermosipho. Plusieurs équipes, appartenant ou non au GDR "Bactocéan", étudient des enzymes thermostables produites par quelques unes de ces nouvelles espèces ainsi que les gènes correspondant.


Références :
  1. Erauso, G., Reysenbach, A.L., Godfroy, A., Meunier, J.R., Crump, B., Partensky, F., Baross, J.A., Marteinsson, V., Barbier, G., Pace, N., & Prieur D. (1993)
    Pyrococcus abyssi sp. nov., a new hyperthermophilic archaeon isolated from a deep sea hydrothermal vent,
    Archives of microbiology, 160:338-349
  2. Godfroy, A.et al.,
    Thermococcus fumicolans, sp. nov., a new hyperthermophilic archaeon isolated from a deep-sea hydrothermal vent in North Fiji basin,
    International Journal of Systematic Bacteriology (soumis)
  3. Grimont F. and Grimont P. A. D.,
    1986, Ribosomal ribonucleic gene restriction patterns as potential taxonomic tools,
    Ann. Inst. Past./Microbiol., 137B:165-175
  4. Lutz R. A. and Kennish M. J., 1993,
    Ecology of deep-sea hydrothermal vent communities: a review,
    Reviews of Geophysics, 31(3):211-242
  5. 5 - Meunier J. R., 1994,
    Biodiversité et systématique des populations de micro-organismes thermophiles isolés d'écosystèmes hydrothermaux océaniques abyssaux,
    Thèse de l'Institut National Agronomique Paris-Grignon, 316 p.
  6. Williams J. G. K., Kubelik A. R., Livak K. J., Rafalski J. A., Tingey, S. V., 1990,
    DNA polymorphisms amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers,
    Nuc. Acids Res., 18(22):6531-6535