Contrat Doctoral 2024-2027 H/F

La thèse proposée fait partie d'un vaste projet visant à analyser le contenu en Substances Polymériques Extracellulaires (EPS) de sédiments estuariens (ANR "EXODIA"). Le projet EXODIA vise à définir la composition et la fonction des EPS dans les estuaires modernes et anciens, ainsi que leurs interactions avec les argiles et les métaux au cours de la diagenèse (i.e. transformations du sédiment postérieures à son dépôt). Ce projet repose sur 3 hypothèses : (1) les changements de la communauté microbienne avec la profondeur modifient les propriétés des EPS et impactent les cycles biogéochimiques dans les sédiments estuariens, (2) les EPS sont impliqués dans le transfert des métaux de l'eau interstitielle/porale aux sédiments et catalysent les réactions diagénétiques pendant l'enfouissement des sédiments et, (3) la complexation des EPS aux minéraux durant la diagenèse favorise la préservation de biosignatures organiques et minérales des communautés microbiennes estuariennes fossiles. Les estuaires sont des environnements présentant des gradients physicochimiques et microbiologiques marqués. Les biofilms estuariens sont en partie constitués d'EPS produites principalement par des diatomées et des bactéries. Ces EPS sont majoritairement composés de polysaccharides, de protéines, d'ADN extracellulaire, des molécules portant des groupes fonctionnels réactifs pouvant adhérer aux surfaces minérales, modifier les propriétés des sédiments et adsorber de grandes quantités de métaux. Les estuaires sont donc des environnements stratégiques pour étudier l'interaction entre les EPS des biofilms, les sédiments, l'eau et les métaux. Les EPS sont généralement moins abondantes et moins réactives lorsque la profondeur des sédiments augmente, en raison de leur dégradation par des micro-organismes qui les utilisent comme source de carbone et les métaux comme accepteurs potentiels d'électrons pour la respiration. Cependant, les EPS peuvent se trouver à des concentrations élevées à plusieurs mètres de profondeur dans les sédiments estuariens, où leur préservation peut être permise par une sédimentation rapide et une complexation avec des minéraux argileux. L'activité microbienne produit des gradients géochimiques verticaux marqués (O2, sulfures), ce qui affecte la structure des EPS et donc la spéciation des métaux. Il est donc essentiel de déterminer le rôle des microorganismes estuariens dans la dégradation des EPS. Pour cela, il faut identifier les micro-organismes présents dans les sédiments en fonction de la profondeur et déterminer leur capacité à produire/dégrader les EPS.

L'objectif de la thèse est d'isoler, de caractériser et d'identifier les micro-organismes cultivables potentiellement impliqués dans le cycle des EPS des sédiments estuariens (diatomées ; bactéries anaérobies et aérobies ; archées), en particulier les souches produisant de grandes quantités d'EPS et/ou capables de dégrader des EPS. Des carottes de sédiments seront prélevées dans les estuaires de la Gironde (France) et de la Guadiana (Portugal). Un maximum de micro-organismes provenant des horizons sédimentaires les plus représentatifs sur des carottes de 6 m de profondeur seront isolés par une stratégie culturomique reposant sur l'utilisation de plusieurs milieux de culture et températures d'incubation, ainsi que des stratégies d'enrichissement pour se concentrer sur les souches dégradant les EPS et formant des biofilms. Après la constitution d'une banque de souches, chaque souche sera cultivée en culture pure planctonique et sessile (microplaque ou système GW2S) et leur capacité à produire des EPS (caractère mucoïde), à former des biofilms et à produire des enzymes modifiant les EPS (ADNses, protéases, hydrolases, lyases) sera évaluée. La dégradation des EPS sera également suivie par microcalorimétrie isotherme en collaboration avec l'Université de Bâle (Suisse). De plus, les activités antibiose et antibiofilm des isolats contre les souches bactériennes de référence dans la recherche sur les biofilms seront effectuées. Les informations relatives aux isolats seront répertoriées dans une base de données accessible au public. L'identification des isolats sera réalisée en première intention par spectrométrie de masse. Lorsque le MALDI ne permet pas une identification de l'espèce, le séquençage du génome sera effectué à la Plateforme Génome Transcriptome de Bordeaux. En parallèle, l'identification génomique du microbiome dans les échantillons de sédiments sera réalisée. Cela permettra d'estimer la représentativité des isolats par rapport à la communauté totale.

Contexte de travail
La thèse au sein du consortium « EXODIA » comprenant 5 laboratoires français (UMR 5805 EPOC, UMR 5248 CBMN, UMR 5026 ICMCB, UMR 7285 IC2MP et UMR 8148 GEOPS) et 2 laboratoires internationaux (Univ. of Basel, Switzerland, Univ. of Connecticut, USA). Le projet combine les compétences spécifiques de chaque équipe en sédimentologie, minéralogie, biogéochimie, géomicrobiologie, microbiologie, chimie analytique, haute pression, microscopie et spectrométrie de masse. Dans ce cadre, le/la doctorant(e) travaillera en synergie avec un(e) doctorant(e) du laboratoire EPOC dont le projet de thèse visera à analyser la physico-chimie des sédiments ainsi que celle des EPS qu'ils contiennent et à déterminer la composition globale en microorganismes selon la profondeur.
Le/la doctorant(e) rejoindra l'équipe « Spectrométrie de Masse des Macromolécules Biologiques » de l'Institut de Chimie et de Biologie des Membranes et des Nano-objets (CBMN UMR5248). Les travaux de thèse auront lieu à l'ENSTBB hébergeant une partie de l'équipe et seront co-dirigés par Anaïs Cario, en collaboration avec Samuel Marre, tous deux de l'Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB ; UMR 5026).
Le/la doctorant(e) bénéficiera de toutes les infrastructures disponibles au sein du CBMN et de l'ICMCB, que ce soit pour les approches de microbiologie, de biologie moléculaire ou de biochimie. Il/elle bénéficiera également des matériels de la Plateforme Protéome de Bordeaux. Il/elle participera aux réunions hebdomadaires de l'équipe (présentation des résultats expérimentaux et suivi de la littérature) et présentera régulièrement ses travaux de recherche lors de réunions des unités CBMN et ICMCB. Il /Elle suivra le programme de formation proposé par l'Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé de Bordeaux. L'avancement des travaux de thèse sera également suivi par un tuteur et évalué annuellement par un comité de thèse comprenant 1 membre extérieur à l'Université de Bordeaux.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

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