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A. Picard - 2007
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Métabolisme microbien sous pression hydrostatique: Approche expérimentale in situ.


Les environnements sous haute pression hydrostatique, i.e. les environnements marins (fonds océaniques et sources hydrothermales) et les environnements souterrains, représentent un volume important de la biosphère terrestre. Cependant, les adaptations piézophiles des micro-organismes sont mal comprises. Cette thèse est donc dédiée à l’étude du métabolisme microbien sous pression.
Nous avons développé un nouvel outil permettant l’étude in situ des micro-organismes et des composants cellulaires dans des conditions variées de pression (0-1 GPa) et de température (0-200°C). Il s’agit d’une cellule à enclumes de diamant (CED) modifiée, dans laquelle les mesures spectroscopiques (Raman, infrarouge, et absorption des rayons X) à haute résolution sont possibles, ainsi que l’observation en microscopie confocale. Nous avons également calibré une nouvelle jauge de pression, afin de réaliser des mesures de pression rapides et précises en CED.
Nous avons étudié deux réactions métaboliques chez deux micro-organismes piézosensibles sous pression. Nous avons montré par spectroscopie Raman que la fermentation alcoolique chez la levure Saccharomyces cerevisiae se produit jusqu’à 87 ±7 MPa, soit 37 MPa de plus que la pression prédite pour cette voie métabolique. De plus, nous avons établi que la vitesse de réaction est maximale à 10 MPa et 30°C. Nous avons établi par spectroscopie XANES que la réduction du sélénite chez la bactérie Shewanella oneidensis MR-1 se produit jusqu’à 155 ±5 MPa.
Ces résultats, non attendus chez des micro-organismes piézosensibles, montrent l’importance potentielle des micro organismes de surface sur les cycles biogéochimiques en profondeur, ainsi que la puissance des techniques in situ pour l’étude des processus métaboliques microbiens sous pression.

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