Formation de carbonates de calcium intracellulaires par plusieurs espèces de cyanobactéries

Karim Benzerara, Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie

mardi 19 juin 2018, à 14 h 30, amphithéâtre Guyton de Morveau

Le processus de formation de carbonates de calcium par les cyanobactéries est étudié depuis de nombreuses années, notamment par les géologues. En effet, ce processus a contribué à l’édification de construction rocheuses abondantes et particulièrement intéressantes pour la reconstruction de l’histoire de la vie jusqu’il y a plusieurs milliards d’années. Pendant longtemps, il a été affirmé que ces phases minérales n’étaient qu’un produit secondaire de l’activité photosynthétique des cyanobactéries, et qu’elles étaient formées exclusivement extracellulairement. Pourtant à l’aide d’études de terrain et de souches de collection, nous avons découvert récemment une puis plusieurs espèces de cyanobactéries formant des carbonates intracellulaires dans des environnements diverses à travers le monde. Ces carbonates mesurent de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres et sont amorphes ce qui est une particularité étonnante car ces phases sont censées être très solubles et donc relativement instables. Nous disposons du génome de ces souches. Des phylogénies établies sur la base d’une centaine de gènes montrent que ces cyanobactéries sont enracinées relativement profondément dans l’arbre des cyanobactéries. On distingue un groupe monophylétique au sein duquel les cyanobactéries forment les carbonates en relation avec la division cellulaire de telle manière que les inclusions se retrouvent au niveau des pôles cellulaires. Par ailleurs, nous avons suivi l’évolution des paramètres chimiques au cours du temps dans les cultures de ces souches cyanobactériennes. Nous avons ainsi montré que la formation de carbonates intracellulaires était un processus actif, c’est-à-dire hors-équilibre par rapport au milieu externe des cellules. Nous suggérons que les cyanobactéries formant des carbonates intracellullaires ont notamment une homéostasie très particulière du calcium avec un enrichissement fort intracellulaire. Ceci pourrait être lié à l’existence d’un compartiment intracellulaire particulier où se forment ces carbonates, mis en évidence par cryo-MET ainsi qu’à l’intervention de gènes spécifiques dont la fonction est en cours d’analyse.

extrait:

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Formation de carbonates de calcium intracellulaires par plusieurs espèces de cyanobactéries

Karim Benzerara, Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie

mardi 19 juin 2018, à 14 h 30, amphithéâtre Guyton de Morveau

 

Le processus de formation de carbonates de calcium par les cyanobactéries est étudié depuis de nombreuses années, notamment par les géologues. En effet, ce processus a contribué à l’édification de construction rocheuses abondantes et particulièrement intéressantes pour la reconstruction de l’histoire de la vie jusqu’il y a plusieurs milliards d’années. Pendant longtemps, il a été affirmé que ces phases minérales n’étaient qu’un produit secondaire de l’activité photosynthétique des cyanobactéries, et qu’elles étaient formées exclusivement extracellulairement. Pourtant à l’aide d’études de terrain et de souches de collection, nous avons découvert récemment une puis plusieurs espèces de cyanobactéries formant des carbonates intracellulaires dans des environnements diverses à travers le monde. Ces carbonates mesurent de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres et sont amorphes ce qui est une particularité étonnante car ces phases sont censées être très solubles et donc relativement instables. Nous disposons du génome de ces souches. Des phylogénies établies sur la base d’une centaine de gènes montrent que ces cyanobactéries sont enracinées relativement profondément dans l’arbre des cyanobactéries. On distingue un groupe monophylétique au sein duquel les cyanobactéries forment les carbonates en relation avec la division cellulaire de telle manière que les inclusions se retrouvent au niveau des pôles cellulaires. Par ailleurs, nous avons suivi l’évolution des paramètres chimiques au cours du temps dans les cultures de ces souches cyanobactériennes. Nous avons ainsi montré que la formation de carbonates intracellulaires était un processus actif, c’est-à-dire hors-équilibre par rapport au milieu externe des cellules. Nous suggérons que les cyanobactéries formant des carbonates intracellullaires ont notamment une homéostasie très particulière du calcium avec un enrichissement fort intracellulaire. Ceci pourrait être lié à l'existence d'un compartiment intracellulaire particulier où se forment ces carbonates, mis en évidence par cryo-MET ainsi qu'à l'intervention de gènes spécifiques dont la fonction est en cours d'analyse.

titre:

Formation de carbonates de calcium intracellulaires par plusieurs espèces de cyanobactéries

intervenant:

Karim Benzerara

date:

mardi 19 juin 2018