Vers la compréhension des dialogues microbiens dans les sols forestiers : étude des échanges métaboliques entre Streptomyces et Pseudomonas

Responsable scientifique : Bertrand Aigle (UMR 1128 Dynamique des génomes et adaptation microbienne)

Partenaires LabEx : Pierre Leblond, Justine Galet (Dynamique des génomes et adaptation microbienne), Pascale Frey-Klett, Aurélie Deveau (Interactions Arbres-Microorganismes)

Collaborations : Pieter C. Dorrestein, Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences,University of California, San Diego (UCSD)

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Contexte— Les communautés microbiennes jouent des rôles importants dans l’écosystème sol forestier, notamment via leur participation au recyclage de la matière organique et à la nutrition des arbres. Dans leur niche écologique, les microorganismes ne se comportent pas comme des entités indépendantes. En effet, ils manipulent leur environnement et communiquent avec les populations microbiennes voisines dans un processus désigné “échanges métaboliques”. L’ensemble de ces échanges jouent un rôle clé dans la structuration des communautés microbiennes, leur résilience face aux perturbations externes et le développement et la santé des plantes. Pourtant, très peu de connaissances existent sur l’ensemble des acteurs moléculaires impliqués dans ces échanges.

Objectifs— Les objectifs de ce projet sont (i) d’étudier les échanges métaboliques entre deux souches bactériennes modèles, Pseudomonas fluorescens BBc6R8 et Streptomyces ambofaciens ATCC23877, (ii) d’identifier les molécules qui agissent comme signaux de communication et (iii) de caractériser les acteurs moléculaires impliqués dans la transduction de ces signaux ainsi que les voies métaboliques répondant à ces signaux.

Démarche— Pour décrypter les dialogues microbiens, les interactions seront analysées par spectrométrie de masse couplée à de l’imagerie permettant de visualiser de façon spatio-temporelle le profil métabolique des colonies microbiennes en interaction. La séquence génomique de chacun des partenaires étant disponible, nous couplerons cette approche à des analyses transcriptomiques de chaque partenaire pour accéder aux voies de transduction des signaux ainsi qu’aux voies métaboliques influencées par ces dialogues inter-espèces.

 Résultats et impacts attendus— Décrypter les dialogues entre microorganismes permettra de mieux comprendre le fonctionnement des communautés microbiennes des sols et notamment d’appréhender l’effet de ces communautés sur les microorganismes qui interagissent directement avec les arbres et modifient la croissance de ces derniers. Les connaissances acquises devraient être particulièrement utiles dans le futur pour la mise en place de bonnes pratiques en ingénierie écologique permettant d’optimiser le fonctionnement des sols forestiers.