Diversité et étude des métabolismes microbiens de larsenic dun ancien site minier, Sainte Marie aux Mines (68) Séminaire RP2E - Audrey CORDI le 28 janvier.

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    03-Apr-2015

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<ul><li> Page 1 </li> <li> Diversit et tude des mtabolismes microbiens de larsenic dun ancien site minier, Sainte Marie aux Mines (68) Sminaire RP2E - Audrey CORDI le 28 janvier 2010 Laboratoire Interaction Ecotoxicologie Biodiversit Ecosystmes LIEBE UMR 7146 GDR 2909: Mtabolisme de larsenic chez les Procaryotes </li> <li> Page 2 </li> <li> As (III) + soluble, + mobile, et plus toxique que lAs (V) 2 formes solubles prdominantes: As (III) ou arsnite et As (V) ou arsniate Toxicit de larsenic Pit Aqp As III As V SH Phosphorylation As V Pst </li> <li> Page 3 </li> <li> Les mtabolismes bactriens influencent le statut Redox de larsenic Mtabolismes nergtiques - Rduction dissimilatrice: As (V)= accepteur final de - en anarobie gnes arr - Oxydation de larsenic: As (III) donneur de - gnes aox/ aro/ aso Mtabolismes de rsistance et de tolrance - Mthylation de larsenic: production despces gnralement moins toxiques dont certaines volatiles gnes ars M - Oxydation de larsenic: As (III) est oxyd en As (V) gnes aox - Rduction expulsion: As(V) rduit en As (III) (gne ars C) puis sortie de lAs (III) par une pompe spcifique (ars B et analogues) </li> <li> Page 4 </li> <li> Illustrations: Silver et Phung,2005 Rduction / expulsionOxydation Mtabolismes de dtoxification </li> <li> Page 5 </li> <li> Etude de la diversit des microorganismes capables de mtaboliser larsenic sur le site de Sainte Marie aux Mines qui prsente des conditions moins extrmes que des sites prcdemment tudis comme Carnouls. Hypothse: diversit taxonomique et fonctionnelle plus leve. But de ltude: Comprendre le rle des microorganismes dans la spciation de larsenic en milieu faiblement contamin. </li> <li> Page 6 </li> <li> Site dtude: Sainte Marie aux Mines, 68. pH 6,9 / Carnouls pH 3 Concentration en arsenic dans leau 6 23 g/L / Carnouls 350 mg/L Concentration dans le sdiment 320 - 737 mg/kg Concentration moyenne fond gochimique dans les Vosges (48 mg/kg) Contamination en Aluminium (15150 mg/kg) et en Fer (23745 mg/kg) </li> <li> Page 7 </li> <li> Prlvement du sdiment Isolement souches cultivablesExtraction ADN total Etude de la diversit taxonomique bactrienne par amplification PCR de lADNr 16S bactrien Etude de la diversit archale par amplification de lADN r 16S arche Dmarche exprimentale Etude de la diversit fonctionnelle par amplification gnes aox et transporteurs </li> <li> Page 8 </li> <li> Rsultats: Diversit taxonomique Diversit bactrienne des isolats cultivable Diversit bactrienne totale Diversit archale </li> <li> Page 9 </li> <li> Diversit bactrienne des isolats cultivables 157 isolats arobies55 isolats anarobies 212 isolats </li> <li> Page 10 </li> <li> Diversit bactrienne totale (248 clones squencs) Carnouls dominance des Betaproteobactries (38%) et Gammaproteobactries ( 23%) et Acidobactries seulement 3% (Thse Giloteaux, 2009) </li> <li> Page 11 </li> <li> Diversit archale (83 clones squencs) Diversit significative dArches A Carnouls uniquement Euryarchaeota amplifis partir dchantillons deau (Bruneel et al., 2008) </li> <li> Page 12 </li> <li> Rsultats: Diversit fonctionnelle Rpartition des gnes fonctionnels chez les isolats Gnes de transporteurs + gnes aox Diversit totale des gnes aox Alignement des squences des souches cultivables + clones </li> <li> Page 13 </li> <li> Rpartition des gnes fonctionnels dans les isolats arsB- 59 isolatsacr3(1)- 75 isolats acr3(2)- 11 isolatsaox- 22 isolats Transporteurs darsnite Oxydation Analyse croise Aucun gne de rsistance: 38 1 gne de rsistance: 100 2 gnes de rsistance: 26 3 gnes de rsistance: 7 A dterminer: 41 </li> <li> Page 14 </li> <li> Diversit des gnes aox Pas de gne aox affili aux arches Pas daox affilis aux Gammaproteobactries amplifis partir du sdiment Prsence de clones sans reprsentants cultivables associs Prsence chez Gram + et Flavobactries Possibilit de transferts horizontaux (souches soulignes) </li> <li> Page 15 </li> <li> Conclusion et perspectives Mise en vidence dans le milieu dorganismes capables de rduire/ oxyder larsenic. Recherche des gnes arr (respiration) et ars M (mthylation) Ralisation de microcosmes abiotiques ou avec un inoculum bactrien contrl ou naturel sous diffrentes conditions : -Diffrentes phase minrale - pH - Statuts redox - As (III)/As (V) - Donneur/ Accepteur de- Suivi de lexpression des gnes fonctionnels et de la spciation de larsenic </li> <li> Page 16 </li> <li> Sminaire RP2E - Audrey CORDI le 28 janvier 2010 </li> <li> Page 17 </li> <li> Physicochimie du site: (eau et sdiments) WaterSediments pH6.9- Density (Kg/l)-2.07 Moisture 20 (%)-18 Moisture 105 (%)-19.3 Fraction 2mn (%)-42.2 OM on </li> <li> Page 18 </li> <li> Rsultat de diversit des gnes de transport darsnite Pas de gnes dArches amplifis alors que squences utilises pour dessin des amorces. Squences ars B clones et isolats phylogntiquement proche des arsB des Gammaproteobactries Mise en vidence par clonage de nouveaux groupes sans reprsentants cultivables Phylognie non respecte nombreux transferts horizontaux suspects. 2 clusters: le premier associ aux Proteobactries et le second associ aux Verrucomicrobia (clones). Transporteur gnralement trouvs chez Alpha- et Betaproteobactries mais possibilit de transferts horizontaux chez Gammaproteobactries, Actinobactries et Firmicutes. Divis en deux clusters: Premier cluster: Actinobactries (clones et isolats) et Gemmatimonadetes (clones). Second cluster: Bacteroidetes (isolats), Verrucomicrobia (clones), Chloroflexi- Deltaproteobacteries (clones), et Gammaproteobactries. Nombreux clones proches des Chloroflexi- Deltaproteobacteries mais sans reprsentants cultivables connus associs. Mme si phylognie respecte par rapport au 16S cas de transferts horizontaux ars B acr3(1) acr3(2) </li> <li> Page 19 </li> <li> Diversit des gnes arsB Firmicutes Actinobactries Alphaproteobactries Betaproteobactries Gammaproteobactries Bacteroidetes Squences ars B clones proviennent des mmes groupes que les isolats porteurs de arsB phylogntiquement proche des arsB des Gammaproteobactries Mise en vidence de nouveaux groupes sans reprsentants cultivables par clonage Phylognie non respecte nombreux transferts horizontaux suspects. Pas de gnes dArches amplifies alors que squences utilises pour dessin des amorces. </li> <li> Page 20 </li> <li> Diversit des gnes acr3(1) (1/2) Divis en deux clusters: ici est reprsent le premier qui comprend les Actinobactries et les Gemmatimonadetes (clones). Transferts horizontaux des Gammaproteobactries, Betaproteobactries et Flavobactries. Firmicutes Actinobactries Alphaproteobactries Betaproteobactries Gammaproteobactries Bacteroidetes Actinobactries </li> <li> Page 21 </li> <li> Diversit des gnes acr3(1) (2/2) Firmicutes Actinobactries Alphaproteobactries Betaproteobactries Gammaproteobactries Bacteroidetes Bacteroidetes Verrucomicrobia Cloroflexi- Deltaproteobactries Gammaproteobactries Second cluster, comprenant les Bacteroidetes, Verrucomicrobia (clones), Chloroflexi- Deltaproteobacteries (clones), et Gammaproteobactries. Nombreux clones proches des Chloroflexi- Deltaproteobacteries mais sans reprsentants cultivables connus associs. Cas de transferts horizontaux Phylognie conserve par rapport au 16S. Pas de gnes dArches amplifies alors que squences utilises pour dessin des amorces. </li> <li> Page 22 </li> <li> Diversit des gnes acr3(2) 2 clusters: le premier compos des acr3(2) associs aux Proteobactries et le second associ aux Verrucomicrobia (clones). Transporteur gnralement trouvs chez Alpha- et Betaproteobactries mais possibilit de transferts horizontaux chez Gammaproteobactries, Actinobactries et Firmicutes. Pas de gnes dArches amplifies alors que squences utilises pour dessin des amorces. Firmicutes Actinobactries Alphaproteobactries Betaproteobactries Gammaproteobactries Bacteroidetes Proteobactries Verrucomicrobia </li> </ul>

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