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Accueil > Départements > Microbiologie > Michael DUBOW : Génomique et Biodiversité microbienne des biofilms

Michael DUBOW : Présentation de l’équipe

Projets

Des approches basées sur les ADN 16S ont démontré que plus de 95 pour cent des microorganismes sur la Terre n’ont pas encore été cultivés et étudiés. De plus, on a montré que la majorité de ces microorganismes divers vit dans des communautés attachées aux surfaces, appeler biofilms. Les biofilms consistent en procaryotes attachés à une surface solide enveloppée dans une matrice exopolysaccharide et composée d’eubactéries, d’Archaes et d’eucaryotes unicellulaires. Finalement, le fait que tous les organismes connus soient infectés par plus qu’un type de virus ou de bactériophage (selon la cellule qu’ils infectent) suggère fortement que les virus de procaryotes représentent la forme la plus diverse de vie sur la Terre et aussi la plus inconnue. Cette frontière de diversité biologique inexploitée est maintenant capable d’examen au niveau moléculaire.
Le but du programme de recherche de l’équipe « Génomique et Biodiversité Microbienne des Biofilms » est d’identifier les gènes inconnus et les phages qui jouent un rôle dans la croissance microbienne et le développement, dans leurs habitats naturels, pour que nous puissions commencer à disséquer et exploiter certaines des fonctions principales qu’ils jouent.

L’ensemble des travaux a permis :

1- de déterminer la présence de bactériophages dans des régions désertiques du Sahara et de montrer la diversité de ces phages aux niveaux morphologique et génomique. On va mener une étude fonctionnelle des gènes phagiques en sélectionnant, par cribles spécifiques, les candidats qui présenteront une modification de la capacité à former des biofilms, de la morphologie des cellules et/ou des colonies bactériennes, entre autres gènes intéressants (résistance à dessiccation…) et aussi séquencer les génomes les plus abondants.

2- de mettre en évidence par une approche de génomique fonctionnelle l’existence des produits de gènes phagiques qui modifieraient la vie des bactéries hôtes. L’état de vie d’E. coli portant des gènes phagiques (à partir d’une banque plasmidique du bactériophage D108) a été évalué par sa capacité à croître sur milieu solide, sur milieu semi-solide et à former des biofilms dans différents milieux. Le criblage de la banque a permis de mettre en évidence 21 clones bactériens affectés, la majorité possède une morphologie affectée en milieu semisolide. Dans 12 cas sur 15, elle s’accompagne d’une difficulté à former un biofilm. Dans le futur, après l’identification des gènes du bactériophage D108, on va rechercher la cible de chacun et mettre en évidence leur mécanisme d’action. Cette étude va s’élargir aux autres phages connus ainsi qu’à des phages environnementaux de bactéries non cultivables.

Le but à plus long terme de ce travail sera de caractériser au niveau moléculaire la fonction des gènes phagiques et leur rôle dans la vie microbienne. Nous allons identifier, en particulier, les cibles cellulaires bactériennes des produits de ces gènes. Pour cela, on va identifier les cibles par chromatographie d’affinité.

Les perspectives à plus ou moins long terme sont nombreuses :

- meilleure compréhension de l’écologie des biofilms,

- meilleure compréhension du rôle des phages dans la dynamique des populations bactériennes et dans le transfert horizontal des gènes bactériens,

- nouvelles applications dans les domaines de l’environnement (contrôle des biofilms pour la détoxification), de l’industrie agroalimentaire (limitation des bactéries pathogènes dans l’alimentation), dans l’agriculture (contrôle de la rhizosphère) et dans le domaine médical (traitement des biofilms dans la mucoviscidose, la plaque dentaire ; traitement de maladies dues aux facteurs de pathogénicité des phages (botulisme, choléra, ...)) etc...

Nous poursuivrons le travail entrepris en élargissant nos études à d’autres écosystèmes

Mots-clés :

Bactériophages, biofilms, environnement, microscopie électronique, génomique fonctionnelle, métagénomique, physiologie moléculaire microbienne.

Thématiques associées :

- Equipe Pourcel/vergnaud
- Analyse moléculaire des communautés migratrices chez Bacillus subtilis, Simone SEROR, Directeur de Recherche Émérite
- Sécrétion des protéines (transporteur ABC) et rôle du Ca2+ chez E. coli, Barry HOLLAND, Directeur de recherche Associé

Contact :


DUBOW Michaël [Professeur - UPSud]
Equipe Dubow M. - Génomique et Biodiversité microbienne des biofilms [Responsable]
01 69 15 46 12 Orsay - Bât 409

publié le , mis à jour le