Décrypter les voies de la dismutation microbienne des composés inorganiques soufrés chez des taxons d'origine hydrothermale – MISD

Pour aborder ces questions, des approches culturales, physiologiques, génomiques, protéomiques, analytiques et phylogénomiques/phylogénétiques seront mises en œuvre. Le travail sera mené par deux équipes de recherche ayant des expertises complémentaires : le laboratoire de Biologie et d'Ecologie des Ecosystèmes marins profonds (BEEP, UMR 6197 CNRS-UBO-Ifremer, Plouzané) et la Plateforme d’Analyse Protéomique de Paris Sud-Ouest (PAPPSO, UMR MICALIS /INRAE, Jouy-en-Josas). Notre consortium composé de microbiologistes, écologues, biochimistes, chimistes et génomiciens, collaborera également avec une autre unité pour le volet de génomique évolutive.

- Démonstration que certains taxons du phylum des Campylobacterota ont la capacité de dismuter le soufre élémentaire et le thiosulfate
- Caractérisation en cours d'un nouveau genre du phylum des Desulfobacterota, capable de dismuter des composés inorganiques soufrés
- En cours: Cultures d'enrichissement ciblant la dismutation du S0 réalisées à partir d'échantillons hydrothermaux provenant de la dorsale médio-Atlantique
- En cours: mise au point de cultures en bioréacteurs

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Wang, S., Jiang, L., Xie, S., Alain, K., Wang, Z., Wang, J., Liu, D. & Shao, Z. (2023). Disproportionation of inorganic sulfur compounds by mesophilic chemolithoautotrophic Campylobacterota. mSystems. 8(1), e0095422. doi.org/10.1128/msystems.00954-22

Le soufre est un élément omniprésent et abondant dans les environnements hydrothermaux, et est crucial pour la production d'énergie. La dismutation microbienne des composés inorganiques soufrés (=MSD) est moins documentée que les autres réactions d’oxydo-réduction du cycle du soufre (sulfato-réduction, sulfo-réduction et sulfo-oxydation). Pourtant, la MSD pourrait contribuer de manière significative aux flux de soufre des écosystèmes naturels, notamment hydrothermaux. Les voies cataboliques de la MSD ne sont que partiellement élucidées, et impliquent chez certains taxons des enzymes de la voie de sulfato-réduction. La méconnaissance des mécanismes moléculaires qui sous-tendent ce processus empêche l'application de méthodes d'investigation génomique pour identifier et quantifier les taxons mettant en œuvre ce processus dans les habitats naturels. La part de la dismutation dans les flux d'espèces soufrées des habitats naturels par rapport à ceux de la sulfo-oxydation et de la sulfato-réduction n’est pas connue, car la MSD est confondue avec ces voies dans les bilans globaux, puisqu'elle conduit à la production de sulfates et de sulfures. La chronologie de l'apparition de la dismutation du soufre et de la sulfato-réduction n'est pas non plus établie, car les données sur les isotopes du soufre dans les archives géologiques anciennes n'ont pas permis de tirer une conclusion sans équivoque. Ce projet ambitieux vise à isoler de nouveaux modèles hydrothermaux dismutant les composés inorganiques soufrés, à étudier leur écophysiologie, à décrypter les chemins métaboliques empruntés et les intermédiaires chimiques de cette réaction et à rechercher des gènes marqueurs de cette réaction. Il propose également de tenter de déterminer si ce métabolisme microbien est antérieur ou postérieur à celui de la sulfato-réduction. Pour aborder ces questions, des approches culturales, physiologiques, génomiques, protéomiques, analytiques et phylogénomiques/phylogénétiques seront mises en œuvre.