Dissertations / Theses: 'Biofilms marins'

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Passarelli, Claire. "Composition, rôles et devenir des exopolymères dans les biofilms des sédiments marins côtiers." Paris, Muséum national d'histoire naturelle, 2013. http://www.theses.fr/2013MNHN0012.

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Carriot, Nathan. "Caractérisation de la production métabolique de biofilms marins. : Vers une application à l'étude de biofilms complexes in situ." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2022. http://www.theses.fr/2022TOUL0001.

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Abstract:

Le phénomène de biofouling est un processus naturel qui impacte toutes les surfaces immergées en milieu marin engendrant des problèmes économiques et écologiques majeurs à l’échelle planétaire. Il est notamment induit par la formation de biofilms marins correspondant à la colonisation des surfaces immergées par des bactéries s’organisant en communautés en s’entourant d’une matrice de substances polymériques extracellulaires (EPS). L’objectif de ce travail est l’utilisation et le développement de méthodologies permettant l’étude et la compréhension de l’étape précurseur de ce phénomène. La corrélation des données récoltées à partir des méthodes appliquées (métabolomique et réseau moléculaire, protéomique, dosages colorimétriques, microscopies, spectroscopies) permet une approche multi-échelles pour la caractérisation des biofilms. Ces développements visent, en premier lieu, à caractériser la production biochimique globale de biofilms in vitro pour ensuite analyser des biofilms naturels formés in situ. L’utilisation de ce large panel de techniques a permis de répondre à certaines questions scientifiques comme l’impact des nutriments (phosphates), d’une enzyme (quorum sensing) ou de l’hydrodynamisme sur la nature de biofilms formés
The phenomenon of biofouling is a natural process that impacts all the surfaces submerged in the marine environment, generating major economic and ecological problems on a global scale. It is induced by the formation of marine biofilms corresponding to the colonization of submerged surfaces by bacteria organizing in communities by surrounding themselves with a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). The objective of this work is the use and development of methodologies to study and understand the precursor stage of this phenomenon. The correlation of the data collected from the applied methods (metabolomics and molecular network, proteomics, colorimetric assays, microscopies, spectroscopy) allows a multi-scale approach for the characterization of biofilms. These developments aim, first of all, to characterize the overall biochemical production of in vitro biofilms and then analyse natural biofilms formed in situ. The use of this wide range of techniques has made it possible to answer certain scientific questions such as the impact of nutrients (phosphates), an enzyme (quorum sensing) or hydrodynamics on the nature of formed biofilms

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Dheilly, Alexandra. "Biofilms bactériens marins multi-espèces : mise en évidence d'un effet antagoniste." Lorient, 2007. http://www.theses.fr/2007LORIS091.

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Abstract:

Les salissures marines ou biofouling sont à l’origine de problèmes écologiques et de pertes économiques. L’une des premières étapes intervenant dans le biofouling est la formation de biofilms bactériens, c'est-à-dire de communautés de bactéries adhérées irréversiblement à un support et enveloppées dans une matrice de polymères extracellulaires. De plus en plus de travaux ont pour but d’étudier ces communautés bactériennes dans la perspective de contrôler, d’éviter ou de limiter leur formation. Ce travail a été consacré à l’étude in vitro du développement de biofilms marins pluri-espèces dans un système dynamique, et à la relation existant entre la formation du biofilm et les propriétés phénotypiques des différentes souches bactériennes utilisées. Deux étapes clés de la formation d’un biofilm bactérien ont été investiguées : l’adhésion des bactéries et la croissance du biofilm. L’étude des biofilms mono-espèces suggère que la mobilité et la production d’exoproduits par les bactéries induisent l’établissement de biofilms plus épais formant des agrégats bactériens. En revanche, nos résultats n’ont pas permis d’établir un lien entre la structure des biofilms et la production ou non de molécules de communication de type N-acyl-L-homoserine lactone ou furanosyl borate diester. Des biofilms pluri-espèces ont été réalisés à partir de trois couples bactériens, tous contenant Pseudoalteromonas 3J6. Les résultats montrent que le couple Pseudoalteromonas 3J6-Bacillus 4J6 produit un biofilm mixte (Bacillus 4J6 : 38 %, Pseudoalteromonas 3J6 : 62 %), dont les cellules de Bacillus 4J6 sont localisées tout autour des microcolonies de Pseudoalteromonas 3J6. En revanche, la bactérie Pseudoalteromonas 3J6 est très largement majoritaire (90-95 %) dans les biofilms résultant de son inoculation avec Vibrio D01 ou Paracoccus 4M6. Ceci met en évidence un effet antagoniste de Pseudoalteromonas 3J6 vis-à-vis de ces deux souches bactériennes. Le mécanisme d’inhibition de Pseudoalteromonas 3J6 a ensuite été analysé sur les cellules bactériennes planctoniques et sessiles. Les résultats suggèrent un effet spécifiquement anti-biofilm dû aux composés extracellulaires produits par cette souche. Ces composés, probablement de nature protéique, agissent dès la première étape du biofilm en diminuant l’adhésion des cellules au support. Enfin, les effets de ces composés extracellulaires montrent des similarités à ceux obtenus avec deux biocides commerciaux, molécules utilisées dans les peintures antifouling. En effet, l’ajout de biocides diminue le pouvoir d’adhésion des bactéries et inhibe la croissance du biofilm. En outre, les biocides augmentent la mortalité des cellules au sein du biofilm
Marine fouling or biofouling leads to ecologic damages and economic losses. One of the earliest stages of biofouling is the formation of a bacterial biofilm, consisting of an assemblage of irreversibly adhered microbial cells on a surface, and enclosed in a hydrated matrix of extra-cellular polymeric substances. Many works currently aim at studying biofilm development in order to control, prevent or limit their formation. In this work, we investigated the in vitro development of multi-species biofilms of marine bacteria in a dynamic system, and the relationship between biofilm formation and phenotypic properties of each bacterial strain used. Biofilm formation was analysed at two levels: cell adhesion and biofilm growth. Study of mono-species biofilms suggested that motility and exopolymer production by bacteria induce thick biofilms contains microcolonies. However, our results did not allow to establish a link between biofilm structure and ability of the bacteria to produce or not communication molecules such as N-acyl-L-homoserine lactone or furanosyl borate diester. Mixed biofilms were produced from three strain couples, all of them including Pseudoalteromonas 3J6. The results show that in Pseudoalteromonas-Bacillus biofilms, Bacillus 4J6 cells were located in between Pseudoalteromonas 3J6 microcolonies (Bacillus 4J6: 38 %, Pseudoalteromonas 3J6: 62 %). By contrast, development of Vibrio D01 and Paracoccus 4M6 strains was strongly impaired in Pseudoalteromonas-containing biofilms (Pseudoalteromonas 3J6: 90/95 %). Theses results revealed an inhibitory effect of Pseudoalteromonas 3J6 towards Vibrio D01 and Paracoccus 4M6 strains. The inhibition mechanism of Pseudoalteromonas 3J6 was then studied on planktonic and sessile cells. The results suggest a biofilm-specific effect relying on extracellular compounds produced by this bacterium. Also, we observed that theses compounds are probably of proteic nature and that they affect the first step of biofilm formation by impairing the cell adhesion onto the surface. Finally, there was a similarity between effects of Pseudoalteromonas 3J6 exoproducts and commercials biocides, which are used in antifouling paints. Indeed, addition of biocides led to diminution of cell adhesion power and inhibition of biofilm growth. Besides, biocides increased mortality inside biofilms

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Favre, Laurie. "Caractérisation par analyse métabolomique de biomarqueurs bactériens au sein de biofilms marins." Thesis, Toulon, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUL0005/document.

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Abstract:

En milieu marin, toute surface immergée est soumise à une colonisation par de nombreux organismes (biofouling). Le développement de biofilms est une étape clé du phénomène. Les systèmes de communication y sont contrôlés par le biais de signaux chimiques. Dans ce travail, l’étude de la signature métabolique de biofilms naturels formé in situ a été réalisée selon un gradient de pollution en contaminants métalliques dans la rade de Toulon et selon la nature du revêtement de la surface immergée. De nettes variations chimiques des biofilms prélevés sont observées et sont corrélées avec des variations en termes de communauté microbiennes. L’étude in vitro de 4 souches bactériennes issues de biofilms naturels a permis, après optimisation des méthodologies d’analyse, une discrimination selon leur profil métabolique. Des biomarqueurs ont été mis en évidence, avec notamment la production de lipides ornithine par la souche Pseudoalteromonas lipolytica. La réponse biologique de cette souche en fonction de son phénotype et face à un stress cuprique a été étudiée par métabolomique et protéomique révélant d’importantes modulations de certaines voies biosynthétiques
In the marine environment, any immersed surface is subjected to colonization by many organisms (biofouling). The biofilms development is a key stage of this phenomenon. Communication systems are controlled in these structures by chemical signals. In this work, the study of the chemical signature of natural biofilms formed in situ was carried out among a gradient of contamination of metal contaminants in the bay of Toulon and according to the nature of the coating on the immersed surface. Clear chemical variations of the biofilms collected were observed and were correlated with variations in microbial community. The in vitro study of 4 bacterial strains harvested from natural biofilms allowed, after optimization of the analysis methodologies, their discrimination according to their metabolic profile. Biomarkers were highlited, particularly ornithine lipids production by the Pseudoalteromonas lipolytica strain. The biological response of this strain depending on its phenotype and face to copper stres was studied by metabolomics and proteomics revealing important modulations of certain biosynthetic patways

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Favre, Laurie. "Caractérisation par analyse métabolomique de biomarqueurs bactériens au sein de biofilms marins." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUL0005.

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Abstract:

En milieu marin, toute surface immergée est soumise à une colonisation par de nombreux organismes (biofouling). Le développement de biofilms est une étape clé du phénomène. Les systèmes de communication y sont contrôlés par le biais de signaux chimiques. Dans ce travail, l’étude de la signature métabolique de biofilms naturels formé in situ a été réalisée selon un gradient de pollution en contaminants métalliques dans la rade de Toulon et selon la nature du revêtement de la surface immergée. De nettes variations chimiques des biofilms prélevés sont observées et sont corrélées avec des variations en termes de communauté microbiennes. L’étude in vitro de 4 souches bactériennes issues de biofilms naturels a permis, après optimisation des méthodologies d’analyse, une discrimination selon leur profil métabolique. Des biomarqueurs ont été mis en évidence, avec notamment la production de lipides ornithine par la souche Pseudoalteromonas lipolytica. La réponse biologique de cette souche en fonction de son phénotype et face à un stress cuprique a été étudiée par métabolomique et protéomique révélant d’importantes modulations de certaines voies biosynthétiques
In the marine environment, any immersed surface is subjected to colonization by many organisms (biofouling). The biofilms development is a key stage of this phenomenon. Communication systems are controlled in these structures by chemical signals. In this work, the study of the chemical signature of natural biofilms formed in situ was carried out among a gradient of contamination of metal contaminants in the bay of Toulon and according to the nature of the coating on the immersed surface. Clear chemical variations of the biofilms collected were observed and were correlated with variations in microbial community. The in vitro study of 4 bacterial strains harvested from natural biofilms allowed, after optimization of the analysis methodologies, their discrimination according to their metabolic profile. Biomarkers were highlited, particularly ornithine lipids production by the Pseudoalteromonas lipolytica strain. The biological response of this strain depending on its phenotype and face to copper stres was studied by metabolomics and proteomics revealing important modulations of certain biosynthetic patways

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Doiron, Kim. "Approches dynamiques et fondamentales de la formation des biofilms marins mono et multi espèces." Lorient, 2011. http://www.theses.fr/2011LORIS234.

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Abstract:

Les biofilms se retrouvent dans de nombreux environnements où ils sont représentés par une ou plusieurs espèces. Pour mieux comprendre la formation des biofilms marins, quatre modèles d’études ont été sélectionnés: la bactérie Pseudoalteromonas 3J6, les Diatomées Amphora coffeaeformis et Cylindrotheca closterium et le dinoflagellé Prorocentrum lima. Les biofilms ont été cultivés dans un bioréacteur contenant 2 litres d’eau de mer artificielle durant 22 jours. Des analyses en CMF, CPG, FTIR, MALDI-TOF, MCBL, MEB et CL-SM/SM ont été effectuées pour interpréter les biofilms. Les résultats démontrent une libération de substances polymériques extracellulaires différente selon la nature des micro-organismes et le nombre d’espèces présent dans les biofilms. Les images en MCBL montrent un arrangement cellulaire distinct entre la niche écologique occupée par les bactéries et celles par les microalgues. Les espèces P. 3J6 et A. Coffeaeformis occuperaient le même espace conduisant à une compétition pour la ressource nutritive. À l’inverse, une coopération est observée pour les espèces de P. 3J6 et C. Closterium. Aussi, la production d’acide okadaïque par P. Lima ne semble pas être affectée par la présence de P. 3J6 et une diminution de l’adhésion de P. Lima au contact de P. 3J6 semble favorisée. Ainsi, les biofilms ne se forment pas de façon identique selon les espèces et leur contribution relative varie suivant leur degré d’occupation sur les supports. Ces nouvelles approches expérimentales pourront trouver une application dans les grands domaines comme l’aquaculture, la santé humaine, l’agroalimentaire, mais également dans la recherche et dans la structuration des biofilms
Biofilms are found in many environments where they are represented by one or more species. To better understand the formation of marine biofilms four study models were selected: the bacterium Pseudoalteromonas 3J6, diatoms Amphora coffeaeformis and Cylindrotheca closterium, the dinoflagellate Prorocentrum lima. Biofilms were grown in a bioreactor containing 2 L of artificial sea water for 22 days. Analysis by MFC, GC, FTIR, MALDI-TOF, CLSM, SEM AND LC-SM/SM were performed to interpret the biofilms. The results demonstrate a release of extracellular polymeric substances differently depending on the nature of microorganisms and the number of species present in biofilm. CLSM imqges show a distinct cellular arrangement between the ecological niche occupied by bacteria those from microalgae. The species P. 3J6 and A. Coffeaeformis occupy the same space, leading to competition for nutrient resources. Conversely, cooperation is observed for the species P. 3J6 and C. Closterium. Thus, okadaic acid production by P. Lima does not seem to be affected by the presence of P. 3J6 and decrease adherence of P. Lima in contact P. 3J6 seems favored. Thus, biofilms are not formed in identical among species and their relative contribution varies according to their degree of occupancy on the supports. These new experimental approaches may find application in large areas such as aquaculture, human health, food, but also in research and in the structuring of biofilms

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Abi, Nassif Léa. "Elaboration et caractérisation de biomatériaux antimicrobiens à base d'alginate pour des applications dans les domaines médicaux et marins." Thesis, Brest, 2019. http://www.theses.fr/2019BRES0007/document.

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Abstract:

Le phénomène de biofouling affecte toute surface immergée dans un milieu aqueux, le recouvrant par un biofilm que ce soit dans le milieu médical ou marin. Afin de lutter contre ce phénomène, lors de ce travail, des matériaux biosourcés à base d’alginate ont été élaborés. Pour des applications dans le milieu médical, des films d’hydrogel de surface lisse ou poreuse et des films déposés sur acier par électrophorèse ont été élaborés. La présence de cuivre et zinc sous leur forme ionique Cu2+ et Zn2+ a été démontrée. Tous les films à base de cuivre et de zinc ont montré des propriétés antibactériennes contre des souches de bactéries pathogènes. Des volumes d’hydrogel d’alginate à base de calcium, cuivre et zinc ont été aussi élaborés pour des applications dans le monde marin. La stabilité des différents matériaux a été étudiée dans différents milieux et à différentes températures. La propriété antimicrobienne de ces hydrogels a été démontrée sur deux souches de microalgues ainsi que sur quatre souches de bactéries marines sans toxicité. Finalement, le retardement de la formation de biofilms sur la surface d’acier inoxydable a été étudié par la méthode d’OCP en présence de matériaux à base de zinc
Biofouling is a phenomenon that affects every surface that is immersed in an aquatic medium covering it by a biofilm either in the medical or marine field. In order to prevent this phenomenon, in this work, biosourced alginate materials were elaborated. For applications in the medical field, hydrogel films of smooth or porous surface and films coating stainless steel by electrophoresis were elaborated. The presence of copper and zinc in their ionic form Cu2+ and Zn2+ was demonstrated.All the copper and zinc based films showed antibacterial properties on pathogenic bacterial strains.Alginate hydrogels in bulk based on calcium, copper and zinc were also elaborated for applications in the marine field. Stability of the different materials was studied in different mediums and at different temperatures. The antimicrobial property of these hydrogels based on copper and zinc was demonstrated on two microalgae stains as well as on four marine bacteria strains with no sign of toxicity. Finally, the delay in the formation of biofilms on stainless steel surfaces was studied by the OCP method in the presence of zinc based materials

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Dussud, Claire. "Caractérisation des communautés microbiennes associées à la colonisation des déchets plastiques en mer." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066254/document.

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Abstract:

La prise de conscience récente de la menace qui pèse sur les océans, réceptacle final de la pollution plastique, a donné lieu à une effervescence dans le domaine scientifique. On estime que plus de 5,25 milliards de particules plastiques flottent dans les océans. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre de cette préoccupation environnementale de premier ordre, en apportant de nouvelles connaissances sur le compartiment bactérien qui se développe sur les débris plastiques en mer, appelé « plastisphère ». L’analyse des prélèvements effectués pendant l’expédition Tara-Méditerranée a permis de caractériser, pour la première fois dans cette zone, un biofilm abondant et spécifique des plastiques par comparaison aux communautés bactériennes attachées aux particules organiques ou libres dans l’eau de mer. Ensuite, la cinétique de colonisation bactérienne sur différents polymères a été étudiée grâce à la mise en place de microcosmes en circulation ouverte sur le milieu naturel. Le couplage original de données biologiques et physico-chimiques des surfaces plastiques a permis de constater un développement bactérien plus important sur des plastiques « biodégradables » (notamment des espèces hydrocarbonoclastes) par rapport aux polymères conventionnels. Enfin, de fortes activités hétérotrophes et ectoenzymatiques ont été constatées sur les polymères par rapport à l’eau de mer. Encore une fois, des différences en fonction des types de plastiques et du stade de formation du biofilm ont été observées. Les travaux menés pendant cette thèse mettent en lumière l’existence d’une nouvelle niche écologique sur les plastiques, distincte de celle de l’eau de mer environnante
The increasing awareness on the impact of plastic pollution within the marine environment has stimulated countless of scientific studies. For the past decade, researchers have quantified plastic waste and assessed its fate at sea. It is estimated that more than 5.25 billion plastic particles float within the world’s oceans today. This PhD work is a result in part of this major environmental concern. It brings with it new knowledge about the marine bacterial communities that develop on plastic debris, also termed as the "plastisphere". The analysis of samples taken from the Tara-Mediterranean expedition allowed us, for the first time, to characterize, and quantify communities specific towards plastic biofilms in comparison to the communities attached to organic matter in surrounding seawater. Bacterial colonization and its evolution on different types of polymers was studied using microcosm experiments with open seawater circulation. The unusual coupling of biological and physicochemical data of plastic surfaces revealed a greater bacterial development on "biodegradable" polymers compared to conventional polymer types (especially hydrocarbonoclastic species). We showed that the composition of the polymer, together with its hydrophobicity and roughness, influences the diversity of bacterial communities during the early colonization steps. Finally, a greater bacterial biofilm activity (e.g. heterotrophic productions) was observed on polymer surfaces compared to seawater. Once again, differences according to plastic types have been observed. This present work highlights the existence of a new ecological niche on plastics that are distinct from the surrounding seawater

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Viano, Yannick. "Recherche de molécules non-toxiques actives en antifouling à partir d'organismes marins de Méditerranée." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00595753.

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Abstract:

Alors que les premières formes de vie sont apparues dans les océans il y a près de 4 milliards d'années, les premières espèces terrestres remontent seulement à 400 millions d'années. Malgré cela, les substances naturelles d'origine marine ne représentent que 10% de l'ensemble des molécules isolées à ce jour à partir d'organismes vivants. Ces composés chimiques sont pourtant très spécifiques du fait des particularités du Monde Marin. Au sein des organismes qui les biosynthétisent, ils peuvent notamment intervenir dans la défense chimique contre les parasites et les autres compétiteurs. Ces molécules apparaissent donc comme des alternatives potentielles aux oxydes du tributylétain (TBTO) présents dans les revêtements antifouling et interdits depuis 2008 en raison de leur toxicité. Dans ce contexte et dans le cadre d'un partenariat avec le Parc national de Port-Cros, l'étude de la composition chimique de plusieurs organismes marins méditerranéens, des algues vertes (Caulerpa taxifolia) et brunes (Dictyota sp., Dictyota dichotoma, Cystoseira foeniculacea) ainsi que des bryozoaires, a été entreprise. Ces travaux ont permis l'isolement et la caractérisation structurale d'une vingtaine de métabolites secondaires (dérivés terpéniques et lipidiques, stérols), parmi lesquels huit sont originaux. L'identification de l'ensemble de ces molécules a été réalisée par le biais de l'utilisation de différentes méthodes spectroscopiques (RMN 1D et 2D, SM-HR) et la stéréochimie de certaines d'entre-elles a été établie par RMN (expérience NOESY 1H-1H) et modélisation moléculaire. Des corrections de données spectrales ont été également proposées pour cinq composés connus. Par ailleurs, l'activité anti-adhésion de plusieurs métabolites issus d'algues a été évaluée vis-à-vis d'un biofilm bactérien marin (Pseudoalteromonas sp.) afin de déterminer leur potentiel en tant qu'agents antifouling : plusieurs de ces composés présente une activité intéressante (CE50 = 30 μM), certes inférieure à celle du TBTO (CE50 = 10 μM), mais largement supérieure à celles de co-biocides utilisés actuellement. Parallèlement à ces travaux, l'analyse des variations temporelles et spatiales de l'expression métabolique de certaines des espèces étudiées a été réalisée à des fins écologiques. D'une part, les extraits mensuels de C. taxifolia présentent généralement une activité anti-adhésion importante quand le taux de caulerpényne dans l'extrait est élevé. D'autre part, d'importantes fluctuations ont notamment été observées dans la composition chimique des bryozoaires Myriapora truncata et Pentapora fascialis en fonction de leur lieu de récolte.

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Viano, Yannick. "Recherche de molécules non-toxiques actives en antifouling à partir d'organismes marins de Méditerranée." Toulon, 2010. https://theses.hal.science/tel-00595753/fr/.

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Abstract:

Alors que les premières formes de vie sont apparues dans les océans il y a près de 4 milliards d'années, les premières espèces terrestres remontent seulement à 400 millions d'années. Malgré cela, les substances naturelles d'origine marine ne représentent que 10% de l'ensemble des molécules isolées à ce jour à partir d'organismes vivants. Ces composés chimiques sont pourtant très spécifiques du fait des particularités du Monde Marin. Au sein des organismes qui les biosynthétisent, ils peuvent notamment intervenir dans la défense chimique contre les parasites et les autres compétiteurs. Ces molécules apparaissent donc comme des alternatives potentielles aux oxydes du tributylétain (TBTO) présents dans les revêtements antifouling et interdits depuis 2008 en raison de leur toxicité. Dans ce contexte et dans le cadre d'un partenariat avec le Parc national de Port-Cros, l'étude de la composition chimique de plusieurs organismes marins méditerranéens, des algues vertes (Caulerpa taxifolia) et brunes (Dictyota sp. , Dictyota dichotoma, Cystoseira foeniculacea) ainsi que des bryozoaires, a été entreprise. Ces travaux ont permis l'isolement et la caractérisation structurale d'une vingtaine de métabolites secondaires (dérivés terpéniques et lipidiques, stérols), parmi lesquels huit sont originaux. L'identification de l'ensemble de ces molécules a été réalisée par le biais de l'utilisation de différentes méthodes spectroscopiques (RMN 1D et 2D, SM-HR) et la stéréochimie de certaines d'entre-elles a été établie par RMN (expérience NOESY 1H-1H) et modélisation moléculaire. Des corrections de données spectrales ont été également proposées pour cinq composés connus. Par ailleurs, l'activité anti-adhésion de plusieurs métabolites issus d'algues a été évaluée vis-à-vis d'un biofilm bactérien marin (Pseudoalteromonas sp. ) afin de déterminer leur potentiel en tant qu'agents antifouling : plusieurs de ces composés présente une activité intéressante (CE50 = 30 μM), certes inférieure à celle du TBTO (CE50 = 10 μM), mais largement supérieure à celles de co-biocides utilisés actuellement. Parallèlement à ces travaux, l'analyse des variations temporelles et spatiales de l'expression métabolique de certaines des espèces étudiées a été réalisée à des fins écologiques. D'une part, les extraits mensuels de C. Taxifolia présentent généralement une activité anti-adhésion importante quand le taux de caulerpényne dans l'extrait est élevé. D'autre part, d'importantes fluctuations ont notamment été observées dans la composition chimique des bryozoaires Myriapora truncata et Pentapora fascialis en fonction de leur lieu de récolte
Less than 10% of all natural products allready described in literature have a marine origin. However, these metabolites are often very specific due to the physicochemical and ecological properties of a such environment. In an ecological point of view, marine secondary metabolites are knowmn to be implicate in the defense against competitors. Thus, these compounds could be considered as potential alternatives to tributyltin derivatives (TBTO) outlawed in 2008 in antifouling coatings due to their high toxicity against non-targeted organisms. In this contexte, the phytochemical investigation of green (Caulerpa taxifolia) and brown algae (Dictyota sp. , D. Dichotoma, Cystoseira foeniculacea) was performed in partnership with the National Park of Port-Cros. This work led to the isolation of 23 metabolites (terpenes, sterols and lipids), from which 8 were found to be new.

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Doghri, Ibtissem. "Interactions moléculaires entre microorganismes au sein de biofilms en milieu marin : mise en évidence de biomolécules antibiofilm." Thesis, La Rochelle, 2015. http://www.theses.fr/2015LAROS016/document.

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Abstract:

En environnement marin, la colonisation des surfaces solides par les microorganismes est progressive et suit une logique taxonomique et/ou fonctionnelle des espèces. Les biofilms ainsi formés représentent des systèmes multi-cellulaires entourés d’une matrice de substances polymériques extracellulaires (SPE). L’objectif de ce travail était de comprendre comment des acteurs microbiens (bactéries et diatomées) interagissent dans deux types de biofilms marins (biofilm benthique et biofilm sur structures métalliques portuaires). Dans cette étude, des modèles bactériens isolés de ces biofilms ont été identifiés et caractérisés. Dans un premier volet, leur capacité à former des biofilms stables a été évaluée dans différentes conditions. Quatre souches ont été ainsi sélectionnées : Flavobacterium sp. II2003, Roseobacter sp. IV3009, Roseovarius sp. VA014 et Shewanella sp. IV3014. Dans un deuxième volet, les effets des sécrétomes des bactéries marines issues du même habitat ont été évalués sur ces modèles. Deux souches se distinguent par leur capacité à produire des molécules influençant négativement la formation de biofilms : Pseudoalteromonas sp. IIIA004 produit un peptide de 2224 Da présentant une activité antibiofilm vis-à-vis de Roseovarius sp. VA014 et Pseudomonas sp. IV2006 inhibe la formation de biofilm de Flavobacterium sp. II2003. Dans les deux cas, les antibiofilms sont actifs contre un large spectre de bactéries suggérant ainsi plusieurs applications potentielles dans les domaines marin et médical. Dans le dernier volet, les effets des sécrétomes de la diatomée Navicula phyllepta ont été évalués sur les modèles de bactéries benthiques. Cette diatomée s’est distinguée par sa capacité à sécréter des polysaccharides inhibant ou stimulant la formation de biofilms selon les souches cibles
In the marine environment, solid surface colonization by microorganisms is progressive and follows a taxonomic and/or functional logic. Biofilms formed are multi-cellular systems surrounded by a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). The objective of this work was to understand how microbial actors (bacteria and diatoms) interact in two types of marine biofilms (benthic biofilm and biofilm on metallic structures of a harbor). In this study, bacterial models isolated from these biofilms have been identified and characterized. In a first part, their ability to form stable biofilms was evaluated under various conditions. Four strains were selected: Flavobacterium sp. II2003, Roseobacter sp. IV3009, Roseovarius sp. VA014 and Shewanella sp. IV3014. In a second part, the effects of secretomes of the marine bacteria from the same habitat were evaluated on these models. Two strains are distinguished by their ability to produce molecules negatively influencing biofilm formation: Pseudoalteromonas sp. IIIA004 produces a 2224 Da peptide with an antibiofilm activity toward Roseovarius sp. VA014 and Pseudomonas sp. IV2006 inhibits the biofilm formation of Flavobacterium sp . II2003. In both cases, the antibiofilms are active against a broad spectrum of bacteria suggesting several potential applications in marine and medical fields. In the last part, the effects of secretomes of the Navicula phyllepta diatom were evaluated on benthic bacteria models. This diatom was distinguished by its ability to secrete polysaccharides stimulating or inhibiting biofilm formation by target strains

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Guillonneau, Richard. "Diversité des interactions microbiennes au sein de l'environnement marin ˸ : De biofilms multi-spécifiques à multi-organismes." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUL0009.

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Abstract:

La formation de biofilm multi-organismes est rarement étudiée en particulier avec des organismes marins. Ce travail a d’abord mis en évidence une hétérogénéité des capacités de formation du biofilm et de la matrice de bactéries isolées de Méditerranée. L’étude de biofilms multi-espèces a permis de révéler des effets antagonistes et bénéfiques de certaines souches sur le développement du biofilm de leurs partenaires. Les interactions entre amibes et bactéries marines inoculées à un faible ratio ont ensuite montré que toutes les souches testées ont été phagocytées par Acanthamoeba castellanii. Cependant, différents mécanismes d’échappement à leur prédateur ont été mis en évidence tels qu’une localisation intranucléolaire des bactéries ou au sein de pelotes fécales expulsées de l’amibe. En revanche, lorsque les amibes ont été ajoutées sur des biofilms monospécifiques ou multi-spécifiques préalablement formés, une majorité de bactéries a fini par se détacher. Le surnageant amibien a également induit un détachement chez deux des bactéries de leur biofilm monospécifique, ainsi que des modifications phénotypiques chez ces mêmes souches, suggérant que des composés amibiens sont secrétés et détectés par les bactéries. Par conséquent, alors qu’on aurait pu s’attendre à un simple broutage des bactéries marines par les amibes, une diversité de comportements bactériens a été mis en évidence donnant une idée sur la diversité des mécanismes d’interaction pouvant exister dans l’environnement marin
The formation of multi-organisms biofilms is poorly studied especially with marine organisms. This work first showed that strains harvested in biofilms from the Mediterranean Sea displayed a heterogeneity in their biofilm formation abilities and a diversity of matrix compounds. The study of multi-species biofilms revealed antagonistic and beneficial effects of some strains on the biofilm development of their partners. The interactions between amoebae and marine bacteria inoculated at a low ratio showed that all the strains tested were phagocytosed by Acanthamoeba castellanii. However, different mechanisms of escapement from their predators have been unraveled, such as a bacterial localization within the cell nucleolus or within fecal pellets expelled from amoebae. However, when the amoebae were added to a preformed bacterial monospecies or multispecies biofilms, a majority of bacteria detached from the surface. The amoebae supernatant induced also a bacterial detachment on two of the bacteria in monospecies biofilms, as well as morphological changes of these bacteria, suggesting that amoeba chemical cues are secreted and detected by the bacteria. Therefore, although a simple grazing of non-pathogenic marine bacteria by amoebae could have been expected, a diversity of bacterial behaviors was unraveled giving an idea on the diversity of interaction mechanisms that may exist in the marine environment

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Grasland, Béatrice. "Etude du rôle des interactions énergétiques et des communications intercellulaires dans la formation de biofilms bactériens en milieu marin." Lorient, 2002. http://www.theses.fr/2002LORIS017.

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Abstract:

En milieu marin, la majorité des bactéries croît au sein de biofilms. Notre étude s'est portée sur deux étapes de leur formation : la phase initiale d'adhésion impliquant des interactions énergétiques et la maturation au cours de laquelle le quorum sensing, à l'aide molécules de type acyl homosérine lactones (AHSL), serait responsable d'adaptations phénotypiques des cellules. Tout d'abord, des AHSL et des gènes du quorum sensing ont été recherchés chez Vibrio tapetis. La production de C6-HSL et de dipeptides cycliques ont été montrés. Puis, les propriétés physicochimiques de surface de bactéries marines pionnières d'adhésion ont été analysées. Ces souches présentent une hétérogénéité de ces propriétés malgré une majorité de bactérie avec une surface hydrophile. Ceci suggère le rôle de structures membranaires dans cette étape initiale comme l'antigène O des LPS. Enfin, l'influence de C4-HSL dans la formation de biofilm par ces bactérie a été montrée comme dépendant de la souche.

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Debuy, Sandra. "Développement de cathodes microbiennes catalysant la réduction du dioxygène." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2015. http://oatao.univ-toulouse.fr/13772/1/debuy.pdf.

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Abstract:

Depuis 2002 a émergé le concept de « catalyse électromicrobienne ». Cette même année, une équipe du LGC a démontré un phénomène de transfert d’électrons entre un biofilm aérobie marin et une cathode d’acier inoxydable. A partir de ces biofilms a été isolée une souche bactérienne, Algoriphagus yeomjeoni, pouvant former un biofilm électroactif monoespèce. Les objectifs de ce travail ont été de rechercher cette capacité à réduire du dioxygène chez des bactéries marines mais également chez une souche issue de l’industrie agroalimentaire Lactococcus lactis. La première partie de cette étude porte sur l’étude d’Algoriphagus yeomjeoni. Les essais électrochimiques ont eu lieu en eau de mer synthétique, dont on contrôle la composition. Aucune production de courant n’a pu être détectée même en repassant en eau de mer naturelle. La perte d’électroactivité de cette souche nous a amené à la deuxième partie de ce travail qui a été la recherche de nouveaux isolats bactériens électroactifs à partir d’un biofilm formé en milieu marin. La population microbienne de ce biofilm a été étudiée par pyroséquençage. Puis, quatre souches bactériennes ont pu être isolées et identifiées. Ces souches appartenant au genre Bacillus, Roseobacter, Pseudoalteromonas et Marinobacter ont toutes présentées des capacités de réduction du dioxygène à la cathode aussi bien en eau de mer naturelle qu’eau de mer synthétique. Enfin, des essais électrochimiques ont été réalisés avec Lactococcus lactis. Cette souche a présenté des capacités électrochimiques dans un compartiment anodique avec un record de performance de 400 mA.m-2. Et, pour la première fois, Lactococcus lactis a été capable de catalyser une réduction impliquant le dioxygène à une cathode avec une densité de courant maximale de 50 mA.m-2.

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Ferrero, Marie-Adeline. "Colonisation et biodétérioration des bétons en milieu marin : mise au point d'essais en laboratoire et influence de la composition chimique du matériau cimentaire." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMC248/document.

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Abstract:

Dans le contexte actuel d’accroissement de la population mondiale, il est nécessaire de construire d’avantage d’infrastructures pour répondre à la pression industrielle grandissante. Ces constructions se font principalement sur la mer comme les ports, les îles artificielles ou encore les logements touristiques. Le béton est le matériau majoritairement utilisé en raison de son faible coût de production mais aussi de sa résistance à l’eau de mer. Comme tout matériau immergé en milieu marin, le béton est colonisé par les organismes vivants, devenant ainsi support de leur développement. Cependant, l’eau de mer est un milieu particulièrement agressif vis-à-vis des matériaux cimentaires ; des dégradations physiques, chimiques et biologiques sont observées dans le temps. Les deux premiers types de dégradation sont particulièrement bien documentés par la communauté scientifique. En revanche, les dégradations biologiques sont peu étudiées. L’objectif de cette thèse est donc de tout d’abord mettre en place un dispositif expérimental en laboratoire, permettant la colonisation d’un matériau cimentaire par des microorganismes. Des outils pertinents pour caractériser le biofilm sur le matériau ont été choisis après une étude bibliographique, dans le but de mieux comprendre la cinétique de colonisation. Des analyses chimiques du matériau ainsi que de l’eau de mer artificielle ont été effectuées à échéances régulières pour évaluer les actions du biofilm sur le matériau cimentaire. Différents matériaux ont été formulés pour étudier l’impact de la formulation sur la colonisation
In the current context of increased world population, it is necessary to built more infrastructures to meet the increasing industrial pressure. These constructions are erected on the sea as harbors, artificial islands or tourist accommodation. Concrete is mainly used because of its low-cost and durability in the marine environment. Like any material immersed in seawater, concrete is colonized by living organisms, becoming an habitat for their development. However, seawater is a very aggressive environment towards cementitious materials; physical, chemical and biological degradations are observed with time. Nowadays, physical and chemical degradations are well understood and reported in the literature but there is a lack of knowledge concerning biological effects. The aim of this thesis is first develop an experimental device in laboratory, allowing the colonization of cementitious material by microorganisms. Relevant tools to characterize the biofilm on the material were chosen to better understand colonisation’s kinetic. Chemical analysis of material and seawater were made to evaluate the actions of the biofilm on cementitious material. Different materials were produced to study the impact of the formulation on the colonization

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Kacou, Alain Aka. "Synthèse et évaluation biologique des activités anti-biofilm d'analogues d'hémibastadine à noyau 1,2,3-triazole." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUL0014.

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Abstract:

Les biofilms microbiens peuvent avoir des conséquences néfastes dans des domaines aussi divers que les activités marines ou le domaine biomédical. Ce travail a été entrepris afin d'approfondir les résultats obtenus avec des analogues d'hémibastadines à noyau 1,2,3-triazole. Il a porté sur des composés de cette famille résultant de variations de structures approfondies. Les essais menés ont permis de confirmer que ces composés sont bien actifs comme inhibiteurs de formation de biofilms sans activité antibactérienne, même lorsqu'il s'agit de biofilms multi-souches. Cependant, les tests ont montré leur toxicité vis-à-vis du phyto et du zooplancton. Les études de relation structures activité ont permis de déterminer les éléments favorables l'activité anti-biofilm : nécessité de la présence d'au moins un hydroxyle phénolique sur l'un des noyaux aromatiques, intérêt des atomes de brome, perte d'activité lorsqu'il y a présence de chaînes alkylamines. En plus des bactéries marines, des essais ont également été menés sur des biofilms formés par une souche clinique de Candida albicans. Ils ont montré que ces composés sont également actifs comme inhibiteurs de formation de biofilms de cette levure, toujours sans activité antifongique
Microbial biofilms can produce adverse consequences in various domains, for example: marine activities and biomedical. This work has been led to deepen results obtained with previous hemibastadins with 1,2,3-triazole moiety. it was led with new compounds of this family. Biological tests showed that these compounds were really able to inhibit bacterial biofilms, even with multispecies biofilm. But these compounds were toxic for phyto and zooplankton. Structure-activity relationships studies showed important elements to have anti-biofilm activity: minimum one phenolic hydroxyle on an aromatic ring, importance of bromine, activity loss with alkylamines. Biologie tests have been also led on a Candida albicans clinical strains. These tests showed that these compounds are also actives on biofilm of this fungi, without antifungal activity

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Ulvé, Stephane. "Influence des propriétés de surface des peintures antisalissures marines sur le microfouling." Lorient, 2004. http://www.theses.fr/2004LORIS044.

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Abstract:

Toute surface immergée en environnement marin est progressivement recouverte de biosalissures ou "Biofouling". La lutte contre cessalissures passe par l'utilisation de peintures antifouling dont la législation impose de réduire la toxicité imposant la compréhension des phénomènes impliqués et la recherche de nouvelles formulations. Une approche physico-chimique et microbiologique a permis de caractériser l'évolution des propriétés de surface des peintures, de leur polymère constitutif, et d'étudier leur influence sur l'adhésion de bactéries marines. L'analyse des propriétés de surface a montré que les peintures sont relativement proches les unes des autres et que leur hydrophilie est accrue après immersion. L'étude de la biodiversité in situ sur des peintures a montré une sélection des bactéries adhérentes basée sur la production de tensioactifs. Un grand nombre de paramètres sont à étudier et hiérarchiser pour progresser dans la compréhension du fonctionnement des peintures antifouling
Any surface immersed in sea water is gradually covered by biofouling. The use of antifouling paint is the best way to avoid biofouling. Legislation becomes more and more draconian. A better comprehension of involved phenomena is then required to find new formulations in order to reduce toxicity of marine paints. A physicochemical and microbiological approache made it possible by characterising the evolution of surface properties of paints and their constitutive polymers and by studying their influence on marine bacteria adhesion. The analysis of surface properties showed that paints had quite similar properties and that their hydrophily increased after immersion. In situ, a selection of adherent bacteria was found to be based on production of biosurfactant. A great number of parameters have to be studied in order to improve antifouling paint formulations

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Gillan, David. "Morpho-physiology, genetics and ecological aspects of marine microbial biofilms :the study of the iron-encrusted biofilm associated with Montacuta ferruginosa (Mollusca, Bivalvia)." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1999. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/211930.

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Cheung, Chin Wa Sunny. "Biofilms of marine sulphate-reducing bacteria on mild steel." Thesis, University of Portsmouth, 1995. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.241657.

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Gambari, Cyril. "Biogenèse de la pellicule chez Shewanella oneidensis." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0218/document.

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Abstract:

La bactérie aquatique Shewanella oneidensis est capable, en condition statique et en présence d'oxygène, de former un biofilm à l'interface air-liquide, appelé pellicule. Mon travail a porté sur la biogenèse de la pellicule.Il a été montré dans le groupe que le régulateur de réponse du système chimiotactique, la protéine CheY3, était impliqué dans la biogenèse de la pellicule. Cette protéine est essentielle dans les étapes précoces et tardives de sa formation alors que son partenaire habituel, CheA3, semble ne jouer un rôle que dans les étapes tardives. Mon travail s'est focalisé sur la recherche de partenaires de CheY3.J'ai introduit une banque d'ADN génomique de S. oneidensis dans la souche ΔcheY3 et j'ai cherché des gènes dont la surexpression permettait de restaurer la formation de la pellicule. Cette approche a révélé deux gènes pdgA et pdgB. J'ai montré que les protéines PdgA et PdgB étaient capables de synthétiser du di-GMPc, suggérant que ce messager secondaire est impliqué dans la biogenèse de la pellicule. L'hydrolyse du di-GMPc par des enzymes dédiées empêche en effet sa formation.J'ai montré que l'opéron mxd, contrôlant la synthèse d'exopolysaccharides dans les biofilms de surface, était impliqué dans la formation de la pellicule. La première protéine codée par cet opéron, MxdA, est capable de lier le di-GMPc. Des expériences de pontage chimique et de double hybride ont révélé que MxdA, CheY3, PdgA et PdgB, formaient un réseau de régulation gouvernant la biogenèse de la pellicule.J'ai montré que les systèmes à deux composants BarA/UvrY et ArcS/ArcA contrôlant la transcription de l'opéron mxd sont aussi impliqués dans la formation du biofilm flottant
The aquatic bacterium Shewanella oneidensis is able to form, under static conditions and in the presence of oxygen, a biofilm at the air-liquid interface, called pellicle. My work was focused on the biogenesis of this pellicle.It was previously shown in the team that, surprisingly, the CheY3 protein, the response regulator of the chemotactic regulatory system, is involved in the biogenesis of the pellicle. This protein was shown to be essential both in early and late steps of pellicle formation whereas its usual partner, the kinase CheA3, seems to play a role in the late steps only. I was therefore looked for the partners of the CheY3 protein for pellicle formation.For this purpose, I have introduced a multi-copy genomic library in the ΔcheY3 strain and searched for genes whose overexpression allowed pellicle restoration. Strikingly, this approach revealed two genes pdgA and pdgB. Interestingly, we showed that PdgA and PdgB proteins are able to synthesize c-di-GMP, suggesting a role for this second messenger in pellicle biogenesis. Indeed, c-di-GMP hydrolysis by dedicated enzymes blocks pellicle formation.We also showed that the mxd operon, controlling the exopolysaccharides synthesis in biofilm associated with a solid surface, is also involved in pellicle formation. Moreover, the first protein encoded by this operon, MxdA, is able to bind c-di-GMP. Cross-linking and bacterial two-hybrid experiments revealed that MxdA, CheY3, PdgA and PdgB, form a complex regulatory pathway governing the biogenesis of the pellicle.Finally, we have shown that the two-component systems BarA/UvrY and ArcS/ArcA, controlling the mxd transcription, are also involved in pellicle formation

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Barnier, Claudie. "Biodiversité et fonctionnalité des biofilms oléolytiques en milieu marin." Thesis, Pau, 2018. http://www.theses.fr/2018PAUU3032/document.

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Abstract:

En milieu marin le carbone organique particulaire (POC) représente 25 % du carbone organique total. Sa dégradation est réalisée par des microorganismes hétérotrophes ayant mis en place diverses stratégies pour parvenir à le dissoudre et l’assimiler. Peu d’études se sont intéressées à la dégradation des composés polymériques et/ou hydrophobes, quasiment insolubles dans l’eau constituant le POC. Parmi ces composés, on retrouve les lipides et les hydrocarbures regroupés sous le terme de COH (composés organiques hydrophobes). La dégradation des COH est réalisée par des bactéries dîtes oléolytiques ayant entre autre pour stratégie la formation de biofilms également qualifiés d’oléolytique. Nos connaissances sur la diversité et la fonctionnalité des biofilms oléolytiques se limitent actuellement aux bactéries spécifiquement étudiées pour leur capacité à dégrader les HC. Ainsi la dégradation des lipides est souvent négligée alors que cette famille de molécules représente une part significative du POC.La diversité taxonomique des bactéries formant des biofilms oléolytiques a été déterminée par un criblage de 199 souches marines sur 4 substrats : un alcane (paraffine), un triglycéride (tristéarine), un acide gras (acide palmitique) et une cire (l’hexadécyl palmitate). Cette étude a révélé que les bactéries oléolytiques (formant un biofilm sur au moins 1 des substrats) sont relativement répandues parmi les bactéries marines puisque qu’elles représentent 18.7 % des souches testée. Cette étude montre également que les bactéries capables d’assimiler les alcanes sont également capables d’assimiler au moins un lipide. Les bactéries hydrocarbonoclastes, jusqu’alors décrites comme spécialisées, voir restreintes à l’assimilation des hydrocarbures, présentent donc une gamme de substrats s’étendant aux lipides. La corrélation positive entre la capacité d’assimilation des alcanes et l’assimilation des lipides suggère un lien physiologique entre l’assimilation de ces deux familles de COH. L’activité lipase qui est essentielle à l’assimilation des triglycérides mais pas à l’assimilation des alcanes, a été mesurée dans des cultures de souches oléolytiques poussant sur acétate, triglycéride ou hexadécane. Comme attendu, les cultures sur triglycérides montrent toutes une surexpression de l’activité lipases par rapport aux cultures sur acétate. Les cultures sur hexadécane montraient aussi une surexpression de l’activité lipase renforçant l’idée d’un lien physiologique entre dégradation des alcanes et dégradation des lipides. De plus les souches oléolytiques n’ont pas montré de capacité à former un biofilm sur une surface inerte hydrophobe telle que le polystyrène ou sur une surface hydrophile telle que le verre à la hauteur de celles constaté sur COH. Une étude quantitative de l’adhésion sur COH et substrats inertes réalisée par microscopie montre que l’adhésion (dans les conditions testées) n’est pas un facteur déterminant de la formation de biofilm sur ces mêmes substrats. Cela suggère que la spécificité de formation de biofilm sur les substrats COH, ne réside pas dans l’adhésion mais vraisemblablement dans les étapes de développement du biofilm plus tardives.Enfin, les biofilms oléolytiques mettant en jeux des produits extracellulaires (enzymes et facteurs de solubilisation) qui constituent des biens communs, sont propices à l’établissement de comportements sociaux. Nous avons mis en évidence des comportements synergiques (5/8 des comportements observés) ou compétitifs au sein de biofilm oléolytiques (3/8 des comportements observés)
Particulate organic carbon (POC), in marine environment, accounts for 25% of total organic carbon. POC degradation is carried out by heterotrophic microorganisms which have developed strategies to dissolve and assimilate it. Few studies have investigated the degradation of the polymeric and / or hydrophobic components of POC, which are almost insoluble in the water. Among these compounds, there are lipids and hydrocarbons (HC) grouped under the term of HOCs (hydrophobic organic compounds). The degradation of the HOCs is carried out by oleolytic bacteria which form biofilms at the HOC– water interface. Our knowledge of the diversity and functionality of oleolytic biofilms is mostly limited to HC degrading bacteria, while the degradation of lipids is often neglected although this family of molecules represents a significant part of the POC. A screening of 199 marine strains on 4 substrates: an alkane (paraffin), a triglyceride (tristearin), a fatty acid (palmitic acid) and a wax ester (hexadecyl palmitate) was performed to determine the taxonomic diversity of bacteria able to form oleolytic biofilms. This study revealed that oleolytic bacteria (forming a biofilm on at least 1 substrate) were relatively widespread among marine bacteria since they represented 18.7% of tested strains. This study also showed that bacteria able to assimilate alkanes were also able to assimilate at least one lipid. Hydrocarbonoclastic bacteria, previously described as specialized, or restricted to the assimilation of hydrocarbons, have actually a substrate range spanning from HC to lipids. The positive correlation between the ability to form a biofilm on alkanes and on lipids suggested a physiological link between the assimilation of these two HOC families. The lipase activity, which is essential for triglycerdides assimilation but not for the alkanes assimilation, was measured in oleolytic strains cultures growing on acetate, triglyceride or hexadecane. As expected, overexpression of lipase activity was observed in cultures on triglycerides compared to cultures on acetate. Moreover, overexpression of lipase activity was also observed in cultures on hexadecane reinforcing the idea of a physiological link between alkanes and lipids degradation.Oleolytic strains exhibited a very weak ability to form a biofilm on the inert surfaces (non-nutritive) polystyrene or glass compared to the HOC nutritive surface indicating that oleolytic strains have a specificity for HOC to form a biofilm. A quantitative study of adhesion on HOC and inert substratums carried out by microscopy shows that adhesion (in the tested conditions) is not a determining factor of the biofilm formation on these same substrates. This suggests that the specificity of biofilm formation on HOC substrates does not reside in adhesion but presumably in later biofilm development stages.Lastly, oleolytic biofilms, involving extracellular products (enzymes and solubilization factors) that constitute public goods, are favorable to the establishment of social behaviors. We have demonstrated synergistic behaviors (5/8 of observed behaviors) or competitive behaviors (3/8 of observed behaviors) in oleolytic biofilms

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Mounier, Julie. "Caractérisation fonctionnelle de gènes de Marinobacter hydrocarbonoclasticus lors du développement de biofilms sur composés organiques hydrophobes." Thesis, Pau, 2013. http://www.theses.fr/2013PAUU3017/document.

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Abstract:

Les composés organiques hydrophobes (HOCs), lipides et hydrocarbures, représentent une part significative de la matière organique dans l’environnement marin. Leur faible solubilité dans l’eau exige de la part des bactéries qui les dégradent des adaptations physiologiques permettant de stimuler leur transfert de masse de la phase organique vers la phase aqueuse où ils sont assimilés. La formation de biofilm à l’interface HOC-eau est l’une de ces adaptations. La bactérie marine Marinobacter hydrocarbonoclasticus (Mh), qui est capable d’utiliser un catalogue assez large de HOCs comme les alcanes, les alcools gras et les triglycérides, a été utilisée comme modèle d’étude de la formation de biofilms aux interfaces HOCs-eau. Le but de mes recherches était de : (i) mener la caractérisation fonctionnelle des gènes aupA et aupB, qui sont surexprimés en condition de biofilm sur hexadécane et (ii) dresser, par une étude de transcriptomique, une liste de gènes potentiellement impliqués dans l’adhésion et la formation de biofilm aux interfaces HOCs-eau dans le but d’appréhender les mécanismes moléculaires mis en jeu. L’étude fonctionnelle de aupA et aupB a révélé que ces deux gènes forment un opéron dont l’expression est activée par divers types de HOCs. Il a aussi été démontré qu’ils sont impliqués dans le transport de l’hexadécane et dans la formation de biofilm sur alcanes. La protéine AupA est localisée dans la membrane externe de Mh et AupB, une lipoprotéine présumée, est située dans la membrane interne. AupA appartient à une sous-famille de transporteurs FadL-like, spécifique des bactéries marines hydrocarbonoclastes (HCB). La distribution phylogénétique de l'opéron aupAB limitée aux bactéries marines ayant la capacité de dégrader les alcanes et sa présence en nombreuses copies chez certaines souches d’Alcanivorax sp. suggèrent fortement que les protéines Aup joueraient un rôle primordial dans l’adaptation des HCB à l’utilisation d’alcanes comme sources de carbone et d’énergie. L’analyse transcriptomique des cellules de Mh adhérées (après 15 min ou 3 h de contact) ou formant un biofilm aux interfaces HOCs-eau a révélé une modification importante et précoce de leur transcriptome. De nombreux gènes intervenant dans le métabolisme des HOCs, la production de polysaccharides, la synthèse d’acides aminés et de protéines ribosomales présentent une expression modulée dès 15 min d’adhésion. La surexpression des gènes de flagelle et du chimiotactisme conjointement avec celle de gènes de pili en condition d’adhésion évoquent une possible mobilité des cellules de Mh à l’interface dans les étapes précoces du développement du biofilm. De plus, il semblerait que le facteur de transcription RpoN soit impliqué dans la régulation de la formation de biofilm chez Mh et que les prophages puissent intervenir dans la structure et/ou la dispersion du biofilm. Enfin, le rôle potentiel d’un îlot génomique dans la formation de biofilm sur trioléine a été suggéré
Hydrophobic organic compounds (HOCs), such as lipids and hydrocarbons, represent a significant part of the organic matter in the marine environment. Their low solubility in water requires from bacteria that degrade them physiological adaptations to stimulate their mass transfer from the organic to the aqueous phase where they are assimilated. Biofilm formation at the HOC-water interface is one of those adaptations. The marine bacterium Marinobacter hydrocarbonoclasticus (Mh) which is able to use a broad range of HOCs such as alkanes, fatty alcohols and triglycerides, was used as a model to study the biofilm formation at HOCs-water interfaces. The aim of my research was to (i) conduct the functional characterization of aupA and aupB genes which are overexpressed in biofilm on hexadecane, (ii) draw up a list of genes, through a transcriptomic study, that are potentially involved in adhesion and biofilm formation at HOCs-water interfaces in order to understand the molecular mechanisms involved.Functional study of aupA and aupB revealed that these two genes form an operon whose expression is activated by various types of HOCs. They have also been shown to be involved in the transport of hexadecane and in biofilm formation on alkanes. The AupA protein is localized in the outer membrane and the predicted lipoprotein AupB is located at the inner membrane. AupA belongs to a subfamily of the FadL-like transporters, specific to marine hydrocarbonoclastic bacteria (HCB). The phylogenetic distribution of the aupAB operon restricted to marine bacteria having the ability to degrade alkanes and its presence in multiple copies in somestrains of Alcanivorax sp. strongly suggest that Aup proteins play a key role in the adaptation of HCB to use alkanes as carbon and energy sources. The transcriptomic analysis of Mh cells adhering (after 15 min or 3 h of contact) or forming a biofilm at HOCs-water interfaces revealed significant and early changes in their transcriptome. The expression of many genes involved in the metabolism of HOCs, polysaccharides production, amino acids and ribosomal proteins synthesis is modulated as early as 15 min of adhesion. The overexpression of flagella and chemotaxis genes together with that of pili in adhesion condition suggest a possible motility at the interface during the early stages of biofilm development. In addition, it appears that the transcription factor RpoN is involved in the regulation of biofilm formation in Mh and that prophages could play a role in the structure and/or dispersal of the biofilm. Finally, a potential role of a genomic island in biofilm formation ontriolein was suggested

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Brian-Jaisson, Florence. "Identification et caractérisation des exopolymères de biofilms de bactéries marines." Phd thesis, Toulon, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01058255.

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Abstract:

Dans l'environnement marin, les surfaces artificielles sont rapidement colonisées par des bactéries qui s'organisent en communautés appelées biofilms, s'entourant d'une matrice de substances polymériques extracellulaires (EPS). La formation d'un biofilm est une étape critique du processus nommé biofouling, c'est-à-dire l'accumulation de micro- et de macro-organismes sur une surface immergée, pouvant conduire à des conséquences néfastes dans le secteur marin. Dans cette étude, il s'agit d'identifier des souches bactériennes isolées de supports immergés en Mer Méditerranée et de les caractériser phénotypiquement par diverses approches. Leur capacité à former un biofilm in vitro a été évaluée dans différentes conditions avec une attention particulière portée sur leurs capacités à produire une matrice polymérique abondante riche en polysaccharides; l'objectif étant d'isoler des exopolysaccharides originaux à activité antifouling. Treize souches ont ainsi fait l'objet d'analyses phylogénétiques et d'une caractérisation phénotypique. Sept genres et douze espèces différentes ont été identifiés au sein desquelles deux isolats peuvent être affiliés à une nouvelle espèce, nommée Persicivirga mediterranea. Ce genre n'a jamais été décrit en Mer Méditerranée jusqu'à présent. L'extraction des EPS de chaque souche cultivée en biofilm a permis de déterminer leur composition générale en glucides, protéines, acides nucléiques et lipides. Une souche, Pseudoalteromonas ulvae TC14, se distingue par sa capacité à produire des exopolysaccharides en quantité importante. Il s'agit essentiellement de polymères du glucose dont les analyses chromatographiques et spectroscopiques ont révélé la diversité de taille (Mw ~ 1-4000 kDa), de charge (neutre ou anionique) et de fonction associée (lactate ou acétate). Les fractions d'EPS enrichies en polysaccharides inhibent la formation de biofilm par d'autres souches marines. Ces derniers sont également synthétisés par les bactéries en culture planctonique mais en proportions très différentes.

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Brian-Jaisson, Florence. "Identification et caractérisation des exopolymères de biofilms de bactéries marines." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUL0003.

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Abstract:

Dans l’environnement marin, les surfaces artificielles sont rapidement colonisées par des bactéries qui s’organisent en communautés appelées biofilms, s’entourant d’une matrice de substances polymériques extracellulaires (EPS). La formation d’un biofilm est une étape critique du processus nommé biofouling, c’est-à-dire l’accumulation de micro- et de macro-organismes sur une surface immergée, pouvant conduire à des conséquences néfastes dans le secteur marin. Dans cette étude, il s’agit d’identifier des souches bactériennes isolées de supports immergés en Mer Méditerranée et de les caractériser phénotypiquement par diverses approches. Leur capacité à former un biofilm in vitro a été évaluée dans différentes conditions avec une attention particulière portée sur leurs capacités à produire une matrice polymérique abondante riche en polysaccharides; l’objectif étant d’isoler des exopolysaccharides originaux à activité antifouling. Treize souches ont ainsi fait l’objet d’analyses phylogénétiques et d’une caractérisation phénotypique. Sept genres et douze espèces différentes ont été identifiés au sein desquelles deux isolats peuvent être affiliés à une nouvelle espèce, nommée Persicivirga mediterranea. Ce genre n’a jamais été décrit en Mer Méditerranée jusqu’à présent. L’extraction des EPS de chaque souche cultivée en biofilm a permis de déterminer leur composition générale en glucides, protéines, acides nucléiques et lipides. Une souche, Pseudoalteromonas ulvae TC14, se distingue par sa capacité à produire des exopolysaccharides en quantité importante. Il s’agit essentiellement de polymères du glucose dont les analyses chromatographiques et spectroscopiques ont révélé la diversité de taille (Mw ~ 1–4000 kDa), de charge (neutre ou anionique) et de fonction associée (lactate ou acétate). Les fractions d’EPS enrichies en polysaccharides inhibent la formation de biofilm par d’autres souches marines. Ces derniers sont également synthétisés par les bactéries en culture planctonique mais en proportions très différentes
In marine environment, artificial surfaces are promptly colonized by biofilms, which are communities of bacteria surrounded by matrix of extracellular polymeric substances (EPS). Formation of biofilm is a critical step of biofouling development, which corresponds to the accumulation of micro and macro-organisms on immersed surfaces and which can have important negative ramifications in particular in the marine sector. In this study, bacteria isolated from the Mediterranean Sea have been identified and characterized using different phenotypical tools. Their capacity to form a biofilm in vitro has been studied in different conditions, with a particular focus on their ability to produce abundant carbohydrate-rich EPS, the overall objective of the study being the isolation of original antifouling-active exopolysaccharides. Thirteen strains have been phylogenetically and phenotypically characterized. Seven genera and twelve species were identified among which two isolates were affiliated to a new species, named Persicivirga mediterranea. This genus has never been described in the Mediterranean Sea. Extraction of EPS of each strain, grown in biofilm conditions, allowed the determination of their general composition in carbohydrates, proteins, nucleic acids and lipids. One strain, Pseudoalteromonas ulvae TC14, was able to produce large quantities of exopolysaccharides, comprising in majority polymers of glucose whose chromatographic and spectroscopic analyzes revealed a diversity in size (Mw ~ 1-4000 kDa), charge (neutral or anionic) and associated function (acetate or lactate). These polysaccharides inhibited biofilm formed by other marine strains isolated from the Mediterranean Sea. They can also be synthesized by planktonic TC14, but in very different proportions

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Consalvey, Mireille. "The structure and function of microphytobenthic biofilms." Thesis, University of St Andrews, 2002. http://hdl.handle.net/10023/2682.

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Abstract:

Microphytobenthos are the dominant primary producers on estuarine mudflats playing a key role in the functioning of the ecosystem. Studies into microphytobenthic ecology have previously been limited by scale but the advent of fine scale analysis techniques (gm) as well as non-destructive sampling has enabled the system to be examined at a level not previously possible. This study examined the formation, structure and function of microphytobenthic biofilms using non-destructive (remote sensing by PAM fluorescence; fibreoptic light microprofiling) and destructive (cryo-freezing and Low temperature scanning electron microscopy) sampling. Many microphytobenthic organisms are motile and have evolved complex migratory strategies. Microphytobenthic migratory patterns are widely described but much remains to be elucidated about the controlling factors. The fluorescence parameter F015 (minimum fluorescence yield after 15 minutes dark adaptation) was used to monitor short-term changes in biomass at the sediment surface. Light, tidal state, endogeny and combinations thereof were all shown to control migration, demonstrating that predictable migratory rhythms cannot be assumed. Microscale sectioning showed that chlorophyll a was always concentrated in the top 400 gm (the photosynthetically active biomass). Clear migratory patterns were not detected using microscale sectioning therefore indicating that migration occurs over a scale < 400gm. Despite no changes in the chlorophyll a content in the surface layers, LTSEM analysis demonstrated diurnal taxonomic shifts providing circumstantial evidence that microphytobenthic cells sub-cycle at the sediment surface to optimise fitness. The light extinction co-efficient (k) of microphytobenthic biofilms significantly vaned with site, assemblage and also over time. 90% of the surface PPFD had always been attenuated by 400, and in many cases before 200. Traditional microphytobenthic primary productivity models do not account for changes in the spatial and temporal distribution of biomass or light attenuation and therefore their applicability to the real situation may be limited.

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Klein, Géraldine. "Nouvelles molécules naturelles inhibitrices du développement de biofilms de bactéries marines." Brest, 2011. http://www.theses.fr/2011BRES2038.

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Abstract:

Dès qu’une surface est immergée dans un fluide, elle peut être colonisée par des microorganismes et être recouverte d’un biofilm. La formation des biofilms est une préoccupation majeure en médecine, mais aussi en agroalimentaire et dans le secteur industriel car pouvant engendrer des pertes économiques. La description et la purification de nouvelles molécules visant à prévenir ou à éradiquer la formation de biofilm est donc d’un intérêt majeur. Deux souches bactériennes, Pseudoalteromonas sp. 3J6 et Pseudoalteromonas sp. D41, ont montré un effet inhibiteur du développement de biofilms d’autres bactéries. Le travail effectué a consisté dans un premier temps à optimiser la production des molécules inhibitrices, et à décrire leur spectre d’action et leurs effets. Puis, dans un second temps, nous avons partiellement purifié ces molécules. Pour quantifier rapidement l’activité antibiofilm des molécules produites dans les surnageants de culture de 3J6 et D41 sur un grand nombre d’échantillons, nous avons développé un test en microplaque 96 puits. Ce test est adapté pour des études de l’adhésion bactérienne et de la croissance des biofilms. Nous avons ainsi pu démontrer que les conditions de culture optimales pour la production de molécules inhibitrices par 3i6 et D41 étaient les suivantes respectivement 24 et 12 h de culture en VNSS à 25°C. Nous avons démontré que ces molécules antibiofilm présentaient un large spectre d’action inhibant la formation de biofilm par 13 des 19 souches différentes testées. De plus, nous avons pu constater que les spectres d’action de 3J6 et D41 ne sont pas identiques pour 4 des souches sensibles, suggérant la production de molécules différentes. L’originalité de ces dernières réside dans leur action ciblée sur le mode de vie en biofilm. En effet, les molécules des surnageants de 3J6 et D41 n’ont aucun effet bactéricide sur les bactéries planctoniques, tandis qu’elles limitent la biomasse et l’épaisseur des et/ou diminue la viabilité des bactéries les constituant. Cependant, seules les molécules produites par D41 ont une action inhibitrice sur l’adhésion des bactéries à la surface. La purification des molécules inhibitrices, en partie de nature protéique, a été conduite à partir des surnageants bruts. Ces molécules ayant montré des propriétés différentes, deux stratégies ont été mises en place. Une chromatographie en phase inverse C18 sur le surnageant de 3i6 nous a permis d’associer l’activité inhibitrice à des molécules de poids moléculaire inférieur à 10 kDa, potentiellement des peptides. Sur le surnageant de D41, une combinaison de chromatographie échangeuse d’anions suivie d’une chromatographie en filtration sur gel ont été utilisées pour purifier plusieurs protéines d’environ 100 kDa
As soon as a surface area is immersed in a fluid, it can be colonised by microorganisms and then be covered by a biofilm. The biofilms formation is a major preoccupation in medicine, as well as in the food industry as it could lead to substantial economic fosses. The description and purification of new molecules, preventing or inhibing the formation of biofilms are, therefore, of major interest. Two bacterial strains, Pseudoalteromonas sp. 3J6 and Pseudoalteromonas sp. D41 have been shown to have an inhibitory effect on the development of biofilms from other bacteria. The study involved, firstly, optimizing the production of inhibitory molecules and describing their scope of action and their effects. Secondly, these molecules were partially purified. In order to screen and evaluate the anti-biofilm activity of molecules produced in 3J6 and D41 culture supernatants on a large number of bacteria and samples, a 96-well microtiter-plate test was set up. This bioassay was adapted and optimized for bacterial adhesion and biofilm growth studies. We demonstrated that the optimal culture conditions for the production of inhibitory molecules by 3J6 and D41 were the following: 24h and 12h of culture in VNSS medium at 25°C respectively. We also showed that these anti-biofilm molecules have a wide range of activities, inhibiting the formation of biofilm in 13 out of the 19 different strains under study. Moreover, we also noted that the activity spectra of 3i6 and D41 are not identical in 4 of the sensitive strains, suggesting that different molecules may have been produced. In fact, the 3J6 and D41 supernatant molecules do not have any bactericidal effects on planktonic bacteria, but they reduce the biomass and the thickness of biofilms and / or restrict the viability of their constituent bacteria. However, only the molecules produced by D41 have an inhibitory effect on surface of adhesive bacteria. The purification of inhibitory molecules, partly from protein origin, was carried out using crude supernatants. As these molecules displayed different properties, two different techniques were employed. By using reversed phase chromatography C18, it was possible to associate the inhibitory activity with molecules of less than 10 kDa in molecular weight, primarily peptides. By combining anion-exchange chromatography and gel-filtration chromatography, several proteins of around 100 kDa molecular mass were purified

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Huggett, Megan Jane School of Biological Earth &amp Environmental Sciences UNSW. "Settlement of generalist marine invertebrate herbivores in response to bacterial biofilms and other cues." Awarded by:University of New South Wales. School of Biological, Earth and Environmental Sciences, 2006. http://handle.unsw.edu.au/1959.4/23324.

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Abstract:

Most marine invertebrates have a complex life cycle involving a benthic adult phase, and a planktonic larval phase. The process whereby tiny larvae are able to locate, settle and metamorphose in a habitat where juveniles are then capable of successfully establishing themselves is a key stage in the life cycle and a central theme of current marine research. Bacterial biofilms are an important settlement cue for many larvae, and it appears that particular strains within environmental communities may be responsible for the inducing ability of some biofilms. The focus of this thesis is the importance of biofilms for larval settlement of the blacklip abalone Haliotis rubra and the sea urchin Heliocidaris erythrogramma. Larval development of the sea urchin Centrostephanus rodgersii was also examined, but this species was problematic for a larval settlement study. H. rubra larval settlement occurred in response to several macroalgal species. Biofilmed (but otherwise abiotic) surfaces did not induce settlement of H. rubra larvae and reduction of surface films of bacteria and diatoms on inducing algae did not reduce the settlement response. Macroalgae, particularly green algal species, may play an important role in the recruitment of H. rubra larvae in the field and can be used to induce settlement in hatcheries. H. erythrogramma settled in response to a range of surfaces with highest settlement on coralline algae. Settlement was reduced by autoclaving plants and treating plants with antibiotics. Molecular and culture based analysis revealed a shift in microbial community structure between plants treated with antibiotics and unmanipulated plants. Many bacterial strains, dominated by the genera Pseudoalteromonas, Shewanella and Vibrio, induced larval settlement. Three probes targeting Pseudoalteromonas, Shewanella and Vibrio were developed for CARD-FISH, enabling quantification of these genera in biofilms on algae. The three genera were found in highest numbers on coralline algae and in variable numbers on the surfaces of other algae. Recruitment of H. erythrogramma also occurs in highest numbers on coralline algae, and in low amounts on co-occurring algae. This is the first example demonstrating that bacteria that induce settlement in the laboratory are also present in the juvenile recruitment habitat.

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Hung, Oi Shing. "Effects of environmental factors on biofilms and subsequent larval attachment of benthic marine invertebrates /." View abstract or full-text, 2007. http://library.ust.hk/cgi/db/thesis.pl?AMCE%202007%20HUNG.

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Camps, Mercedes. "Bio-essais anti-adhésion sur bactéries marines pour le criblage de molécules et de revêtements antifouling." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00638080.

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Abstract:

Tout support immergé dans l'eau est rapidement colonisé par de nombreux organismes micro- et macroscopiques. Ce phénomène séquentiel et complexe appelé biofouling est à l'origine de nombreux préjudices économiques et écologiques, notamment dans le milieu marin. L'interdiction récente de certaines substances toxiques, utilisées comme biocides dans les revêtements antifouling des coques de bateaux notamment, a relancé l'intérêt de rechercher de nouvelles molécules antifouling respectueuses de l'environnement. L'objectif de cette thèse a été de développer et d'amorcer l'étude de la représentativité d'un bio-essai permettant d'évaluer le potentiel antifouling de molécules et de revêtements sur des " biofilms " mono et plurispécifiques in vitro en microplaques grâce à l'utilisation de fluorochromes. Le choix a été fait de se focaliser sur le biofilm primaire car il est envisagé que l'élimination ou la limitation de ce dernier réduisent le biofouling. Cinq souches de bactéries marines pionnières, isolées de la Rade de Toulon et en Bretagne, ont été utilisées afin de comparer l'efficacité anti-adhésion de molécules commerciales et naturelles. Deux dérivés de synthèse de substances naturelles marines (TFA E et Z) ont présenté une activité significative associée à une absence de toxicité sur bactéries, suggérant ainsi un mode d'action anti-adhésion spécifique. En outre, les différences de sensibilité entre souches ont confirmée l'importance de réaliser le bio-essai avec un panel diversifié de bactéries.Afin de voir si les données obtenues en laboratoire reflétaient ce qui se produit dans le milieu naturel, une comparaison entre les résultats du bio-essai en microplaque appliqué à six revêtements et les biofilms qui ont colonisés ces mêmes peintures immergées un mois dans la Rade de Toulon (analysés par cytométrie de flux, microscopie et PCR-DGGE), a été effectuée. Les analyses quantitatives ont suggéré une cohérence entre les deux approches même si l'absence de revêtement d'efficacité intermédiaire et le nombre de systèmes testés limite la portée de nos conclusions

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Zurn, Constanze Maria. "The interrelationships between surface and environmental properties, marine biofilms and larval settlement." Thesis, University of Newcastle Upon Tyne, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.512190.

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Camps, Mercedes. "Bio-essais anti-adhésion sur bactéries marines pour le criblage de molécules et de revêtements antifouling." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2011. http://www.theses.fr/2011TOUL0006.

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Abstract:

Tout support immergé dans l’eau est rapidement colonisé par de nombreux organismes micro- et macroscopiques. Ce phénomène séquentiel et complexe appelé biofouling est à l’origine de nombreux préjudices économiques et écologiques, notamment dans le milieu marin. L’interdiction récente de certaines substances toxiques, utilisées comme biocides dans les revêtements antifouling des coques de bateaux notamment, a relancé l’intérêt de rechercher de nouvelles molécules antifouling respectueuses de l’environnement. L’objectif de cette thèse a été de développer et d’amorcer l’étude de la représentativité d’un bio-essai permettant d’évaluer le potentiel antifouling de molécules et de revêtements sur des « biofilms » mono et plurispécifiques in vitro en microplaques grâce à l’utilisation de fluorochromes. Le choix a été fait de se focaliser sur le biofilm primaire car il est envisagé que l’élimination ou la limitation de ce dernier réduisent le biofouling. Cinq souches de bactéries marines pionnières, isolées de la Rade de Toulon et en Bretagne, ont été utilisées afin de comparer l’efficacité anti-adhésion de molécules commerciales et naturelles. Deux dérivés de synthèse de substances naturelles marines (TFA E et Z) ont présenté une activité significative associée à une absence de toxicité sur bactéries, suggérant ainsi un mode d’action anti-adhésion spécifique. En outre, les différences de sensibilité entre souches ont confirmée l’importance de réaliser le bio-essai avec un panel diversifié de bactéries.Afin de voir si les données obtenues en laboratoire reflétaient ce qui se produit dans le milieu naturel, une comparaison entre les résultats du bio-essai en microplaque appliqué à six revêtements et les biofilms qui ont colonisés ces mêmes peintures immergées un mois dans la Rade de Toulon (analysés par cytométrie de flux, microscopie et PCR-DGGE), a été effectuée. Les analyses quantitatives ont suggéré une cohérence entre les deux approches même si l’absence de revêtement d’efficacité intermédiaire et le nombre de systèmes testés limite la portée de nos conclusions
Any surface immersed in water is rapidly colonized by a lot of micro-and macroscopic organisms. Sequential and complex phenomenon known as biofouling, lead to major economic and ecological damages, particularly in the marine environment. The recent ban of toxic substances used as biocides in antifouling coatings for ship hulls notably, has relaunched searching for new molecules antifouling environmentally friendly. The objective of this thesis was to develop and initiate the study of the representativeness of a bioassay allow to assess the potential of molecules and antifouling coatings on "biofilms" mono and multi-species microplate using of fluorochromes. It was decided to focus on the primary biofilm because it is possible that the elimination or limitation of the latter reduce biofouling. Five strains of marine bacteria pioneers, isolated from the Bay of Toulon and Brittany, were used to compare the effectiveness of a settlement of commercial and natural molecules. Two derivatives of natural substances Marine (TFA E and Z) showed significant activity associated with a lack of toxicity in bacteria, suggesting a specific anti-adhesion mechanism. In addition, differences in sensitivity between strains have confirmed the importance of making the bioassay with a various bacteria. To see if the data obtained in the laboratory showed what happens in the natural environment, a comparison between the results of the bioassay in microplate applied to six coatings and biofilms isolated on the same paint immersed for a month in the Bay of Toulon (analyzed by flow cytometry, microscopy and PCR-DGGE) was performed. Quantitative analysis suggested a correlation in between approaches although the absence of effectiency intermediate coating and the number of tested systems limit our conclusions

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Salta, Maria. "Method development for enhanced antifouling testing using novel natural products against marine biofilms." Thesis, University of Southampton, 2012. https://eprints.soton.ac.uk/348861/.

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Abstract:

Marine biofouling is the accumulation of organisms on underwater surfaces, causing increased ship hydrodynamic drag, which results in higher fuel consumption and decreased speed and range. Biofilms constitute a major component of the overall biofouling and may lead to a 14 % increase in ship fuel costs. Past solutions to antifouling (AF) have used toxic coatings which have subsequently been shown to severely affect marine life. The prohibited use of these antifoulants has led to the search for bio-inspired AF strategies. Current approaches towards the production of alternative coatings include the incorporation of natural AF compounds into paints. Screening assays for novel AF compounds are often separated into two categories; toxicity and AF assays. Increasingly there is evidence that active compounds affect organisms at non-toxic concentrations, hence, the necessity for more insightful AF testing, such as bacterial and diatom attachment. This study assessed natural product (NP) antifouling performance of two marine seaweeds (Chondrus crispus and Bifurcaria bifurcata) and two isolated pure compounds from terrestrial sources (usnic acid and juglone) against two marine biofilm bacteria, Cobetia marina and Marinobacter hydrocarbonoclasticus. Overall it was found that all NPs affected bacterial attachment, however, juglone demonstrated the best AF performance against both bacterial species at a concentration range between 5 - 20 ppm. Biofilm colonisation is a surface related phenomenon, thus novel bioassays have been developed to directly test biofilm attachment and growth on NP-containing coatings for both static and hydrodynamic conditions. This study has incorporated NPs into a model coating system, using two formulations in order to assess their effect on biofilm growth. Laboratory screening of NP-containing coatings is often largely unexplored mainly due to difficulties in assessing their activity over short experimental time scales (typically only a maximum of a few days). To date there are only a limited number of reports on laboratory assessment for antifouling paints and their effect on biofilm growth and/or attachment. In this study, NP-containing model paints were applied on to coupons, placed in 24-well plates and then inoculated with the marine biofilm forming bacteria. This has been achieved by the development of a novel bioassay protocol that has allowed the in situ observation of biofilm formation and growth, by corroborating different techniques such as a multidetection microplate reader and confocal laser scanning microscopy (through nucleic acid staining). There was good correlation between the two techniques which showed that the NP containing coatings significantly inhibited biofilm growth and also revealed marked differences in biofilm structure (e.g. bio-volume, morphology and thickness). The goal of this study was to develop a new protocol to allow assessment of biofilm formation on coatings in a high throughput non-invasive manner. New protocols and methods using microfluidic devices were developed for the assessment of bacterial attachments and initial biofilm formation in the presence and absence of a NP under hydrodynamic conditions. This led to the development and fabrication of a novel lab-on-a-chip device for the investigation of the biofilm response to different hydrodynamic conditions. The microfluidic flow channels were designed using computational fluid dynamic simulations so as to have a pre-defined, homogeneous wall shear stress in the channels, ranging from 0.03 to 4.30 Pa, which are relevant to in-service conditions on a ship hull.

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Tapper, Rudi. "The use of biocides for the control of marine biofilms on stainless steel surfaces." Thesis, University of Portsmouth, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.266797.

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Trigodet, Florian. "Caractérisation électrochimique et moléculaire des biofilms électroactifs sur acier inoxydable en milieu marin." Thesis, Brest, 2019. http://www.theses.fr/2019BRES0029/document.

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Abstract:

Les microorganismes sont capables d'augmenter le potentiel libre des aciers inoxydables en eau de mer via un phénomène que l’on appelle anoblissement. Cette élévation de plusieurs centaines de millivolts du potentiel augmente le risque de corrosion localisé. L’anoblissement a été étudié pendant plus de 40 ans, et malgré son importance, les mécanismes microbiens responsables du phénomène n’ont pas été identifiés. Nous avons combiné l’écologie microbienne et l'électrochimie pour étudier la diversité des bactéries associées à l’anoblissement des aciers inoxydables. La température de l’eau de mer ainsi que la teneur en oxygène dissous sont des facteurs qui influencent l’anoblissement et nous les avons utilisés pour identifier la fraction bactérienne associée au changement de potentiel. L’anoblissement est inhibé par une température critique de l’eau de mer (au-dessus de 38°C/40°C) et par une teneur basse en oxygène dissous. A l’aide du séquençage d’amplicons ADN, nous avons identifié des unités taxonomiques opérationnels (OTUs) comme biomarqueurs de l’anoblissement. Certaines étaient affiliées à des bactéries capables de dégrader des hydrocarbures, et une OTU était affiliée à ‘Candidatus Tenderia electrophaga’, une bactérie électrotrophe capable de réduire l'oxygène avec des électrons provenant d’une électrode. Nous avons étudié le rôle de ces bactéries avec des conditions a potentiels fixés et libres avec une approche de métagénomique. Nous avons reconstitué un génome issu d’assemblage métagénomique (MAG) très proche de ‘Candidatus Tenderia electrophaga’ et associé à l'anoblissement. Avec ces résultats, nous avons proposé un nouveau mécanisme bactérien pour expliquer l’anoblissement : les bactéries électrotrophes seraient capables de réduire de l’oxygène avec des électrons provenant du film passif de l’acier inoxydable, et ainsi influencer le potentiel libre et donc l’anoblissement
Microorganisms increase the opencircuit potential of stainless Steel immersed in seawater in a phenomenon called ennoblement.This change of potential of several hundreds of millivolts raises the chance of localized corrosion.The ennoblement has been studied for more than 40 years, and despite the importance and impact of ennoblement, little is known about the microbial mechanisms responsible for the phenomenon. We have combined microbial ecology and electrochemistry to investigate the diversity of surface attached bacteria associated with stainless steel ennoblement. Seawater temperature and dissolved oxygen content are factors that influence the ennoblement and we used them to infer the bacterial fraction associated with the phenomenon. The ennoblement is inhibited by a critical seawater tempzrature (above 38°C/40°C) and low dissolved oxygen content.With DNA amplicon sequencing, we identified operational taxonomie units (OTUs) that were biomarkers of the ennoblement. There were some OTUs affiliated to hydrocarbon degrading bacteria, and one OTU affiliated to ‘Candidatus Tenderia electrophaga’, an electrotrophic bacteria able to reduce oxygen with electrons from an electrode.We investigated the role of electrotrophic bacteria with potentiostatic and open circuit conditions and with metagenomics we recovered a metagenome assembled genome (MAG) very close to 'Candidatus Tenderia electrophaga’ associated with the ennoblement.From these results, we proposed a new bacterial mechanism to explain the ennoblement : electrotrophic bacteria would be able to reduce oxygen with électron drawn from the stainless steel passivation film, hence influencing the open circuit potential and therefore the ennoblement

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Schumacher, James Frederick. "Control of marine biofouling and medical biofilm formation with engineered topography." [Gainesville, Fla.] : University of Florida, 2007. http://purl.fcla.edu/fcla/etd/UFE0021311.

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Fischer, Matthias [Verfasser]. "Marine biofilm formation dynamics – from sensor development to field applications / Matthias Fischer." Kiel : Universitätsbibliothek Kiel, 2013. http://d-nb.info/1045603961/34.

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Mai-Prochnow, Anne Gerda Erna Biotechnology &amp Bio-molecular Sciences UNSW. "Autolysis in the development and dispersal of biofilms formed by the marine bacterium Pseudoalteromonas tunicata." Awarded by:University of New South Wales. Biotechnology and Bio-molecular Sciences, 2006. http://handle.unsw.edu.au/1959.4/25537.

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Abstract:

The marine bacterium Pseudoalteromonas tunicata produces target-specific inhibitory compounds against bacteria, algae, fungi and invertebrate larvae and is frequently found in association with living surfaces in the marine environment. This study examined the ability of P. tunicata to form biofilms under continuous culture conditions within the laboratory. P. tunicata biofilms exhibited a characteristic architecture consisting of differentiated microcolonies surrounded by water-channels. Interestingly, a repeatable pattern of cell death in the centre of microcolonies was observed. The antibacterial and autolytic protein, AlpP, produced by P. tunicata was found to be involved in this biofilm killing and a

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Werwinski, Stephane. "Electrochemical sensing of aerobic marine bacterial biofilms and the influence of nitric oxide attachment control." Thesis, University of Southampton, 2011. https://eprints.soton.ac.uk/195949/.

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Abstract:

An attractive alternative to ineffective and inefficient biocide dosing strategies for seawater piping systems would be to monitor, quantitatively evaluate and then induce biofilm disruption when necessary using an environmentally friendly biocide. The aim of the present Ostl and EPSRC funded project is to (i) sense for the presence of bacterial biofilms on metallic surfaces within seawater handling systems (e.g. heat exchangers, pipework, pumps and valves) by deploying a sensor technology to ultimately disrupt biofilms matrix and to (ii) qualitatively and quantitatively assess the extent of bacterial fouling. An electrochemical sensor using a 0.2 mm diameter gold electrode was characterised in abiotic and biotic media within a modified continuous culture flow cell under a controlled laboratory environment. Herein, electrochemical measurements by imposing electrical cathodic polarisations have demonstrated enhancement of the oxygen reduction reaction within aerobic bacterial biofilms. Importantly, electrochemical impedance spectroscopy at open circuit potential, i. e. without electrical imposed polarisation, was successfully employed to monitor initial bacterial biofilms growth and extent. An important parameter of the sensor response (capacitive component) can provide insight into quantitative evaluation of the interface, where for the first time in situ quantifiable EIS data were in good agreement with ex situ confocal microscopy analyses. Consequently, a relationship for the surface charge density (capacitive component I estimated number of sessile bacterial population) has outlined its potential use for in-service conditions. Uniquely, the electrochemical performances of a 72 h-old biofilmed gold surface dosed with nanomolar concentration; 500 nM, of the nitric oxide donor sodium nitroprusside were presented. Corroborative confocal microscopy studies have revealed effective and efficient dispersal of aerobic bacterial biofilms exposed to nitric oxide. Overall, this unique qualitative and quantitative bacterial biofilm investigation utilising a modified once through flow cell, i.e. combining microbiological and engineering expertise, represents an important first step in controlling of marine biofouling within seawater piping systems. Gold multi-microelectrode arrays located on likely biofouling positions within the seawater piping systems should be used for enhanced effectiveness of the biofilm sensing I disruption strategy.

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Bazes, Alexandra. "Recherche et valorisation de principes actifs antifouling isolés à partir de trois macroalgues." Lorient, 2006. http://www.theses.fr/2006LORIS066.

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Abstract:

L'interdiction de produits antifouling à base de TBT a contraint les entreprises productrices de peintures à trouver rapidement un substituant approprié afin de limiter le phénomène de biofouling sur les coques des bateaux. Les autres biocides utilisés dans les peintures antifouling ont également soulevé de nombreuses questions quant à leurs effets sur l'environnement marin. Une alternative peut être apportée par le développement de revêtements dans lesquels les ingrédients actifs seraient des composés issus d'organismes marins. Des études récentes confirment le potentiel d'ingrédients actifs à base d'extraits d'algues marines dans les préparations antifouling. Nous avons démontré au cours de notre étude que les extraits de Sargassum muticum (Heterokonta, Fucales), de Polysiphonia lanosa (Rhodobionta, Céramiales) et de Ceramium botryocarpum (Rhodobionta, Céramiales) présentent une activité antifouling intéressante comparés aux biocides utilisés actuellement dans les peintures antifouling. Des tests d'incorporation d'extraits d'algues bruts dans des revêtements antifouling ont été effectués durant les étés 2004 et 2005 dans le port de Lorient, et les premiers résultats sont prometteurs. La purification de l'extrait éthanol/dichlorométhane de S. Muticum a permis d'isoler une fraction active dont la composition a été analysée. Les techniques de Spectrométrie de Masse, de Résonance Magnétique Nucléaire et de Chromatographie en Phase Gazeuse ont mis en évidence la présence d'acide palmitique et de dioctyl phthalate dans cette fraction. Les tests effectués sur les bactéries, microalgues et spores d'algues ont démontré l'efficacité antifouling de l'acide palmitique commercial
The ban of TBT-based antifouling products has forced the coating companies to find a suitable substitute to limit the development of fouling on ship hulls. The other organic biocides used in antifouling paints are suspected to have negative effects on the marine environment. An alternative exists with the development of antifouling coatings in which active ingredients would be isolated from marine organisms. Recent studies have demonstrated the potential of active compounds extracted from marine algae in antifouling paints. We have shown in our study that the extracts from Sargassum muticum (Heterokonta, Fucales), Polysiphonia lanosa (Rhodobionta, Ceramiales) and Ceramium botryocarpum (Rhodobionta, Ceramiales) present an interesting antifouling activity, which can be compared to the activity of the organic biocides used in antifouling paints. In situ tests have been conducted during the summer 2004 and 2005 in the harbour of Lorient, and the first results of crude extracts incorporated in coatings are promising. An active fraction has been isolated after the purification of the ethanol/dichloromethane extract from S. Muticum. Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance and Gas Chromatography technics have shown the presence of palmitic acid and dioctyl phthalate in the active fraction. The tests conducted on bacteria, microalgae and algae spores have demonstrated the antifouling efficiency of the palmitic acid

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Jin, Tao. "Complex interactions among amino acids, biofilms and settling larvae of the polychaete hydroides elegans /." View abstract or full-text, 2005. http://library.ust.hk/cgi/db/thesis.pl?BIOL%202005%20JIN.

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Leroy, Céline. "Lutte contre les salissures marines : approche par procédés enzymatiques." Toulouse, INSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ISAT0002.

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Abstract:

L'adhésion de salissures marines sur les structures immergées en eau de mer cause de sévères dégâts et problèmes économiques par une accélération de la dégradation des matériaux et une diminution des performances industrielles. Nous avons choisi de tester le potentiel antisalissure de préparations enzymatiques commerciales de type hydrolases (protéases, glycosidases et lipases) sur les premières étapes d'adhésion des salissures marines : le biofilm bactérien. Un test d'évaluation de propriétés antisalissures concernant l'adhésion d'une bactérie marine du genre Pseudoalteromonas sp. D41 en microplaque et en eau de mer naturelle stérile a été mis au point. Ce test est adapté au criblage d'activités de prévention ou de nettoyage d'un biofilm marin et permet de tester la toxicité des préparations enzymatiques sur les cellules non adhérées. Les taux d'inhibition exprimés en fonction du logarithme de la concentration en enzyme consiste en une courbe sigmoïde de type dose-réponse. Des hydrolases testées, les protéases dont la subtilisine sont les plus efficaces. Un mélange d'activités enzymatiques amylases, lipases et protéases a montré une forte synergie d'activité pour inhiber l'adhésion de Pseudoalteromonas sp. D41 en microplaque. L'étude de la composition de substances polymériques produites par Pseudoalteromonas sp. D41 en fermenteur et au sein d'un biofilm a permis de mieux comprendre la nature des molécules organiques cibles impliquées dans l'inhibition de l'adhésion
Fouling on marine underwater surfaces causes critical and economic problems such as important material biodamages and industrial performances reduction. We chose to test antifouling potential of enzymatic commercial preparations like hydrolases (proteases, glycosidases and lipases) in order to inhibit the first fouling adhesion step: bacterial biofilm formation. An evaluation test of antifouling properties onto marine bacterial adhesion was designed using a mono-incubation of Pseudoalteromonas sp. D41 in microtiter plate and in sterile natural sea water. This test was adapted to screen agents for bacterial adhesion removal or inhibition activities and allowed to test enzymatic preparations toxicity on non adhered bacteria. Inhibition rates according to logarithm of enzymatic preparation concentration exhibits a sigmoid shape like dose-response curves. Among hydrolases, proteases like subtilisin are the most efficient enzymes. The efficiency of amylase, lipase and protease activity mixture was evaluated and showed a high synergistic inhibition on Pseudoalteromonas sp. D41 adhesion in microtiter plate. Studies on polymeric extracellular substances from Pseudoalteromonas sp. D41 in fermentation and in biofilm will be helpful in the understanding of the organic molecules nature involved in the adhesion inhibition

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Hamer, John Paul. "The development and settlement of certain marine tubeworm (Serpulidae and Spirorbidae) larvae in response to biofilms." Thesis, Bangor University, 2002. https://research.bangor.ac.uk/portal/en/theses/the-development-and-settlement-of-certain-marine-tubeworm-serpulidae-and-spirorbidae-larvae-in-response-to-biofilms(9898f15d-1d99-47c1-b8dd-6a63ca003648).html.

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Abstract:

The development, settlement behaviour and settlement preferences of various marine tubeworm larvae were investigated in the laboratory and in the field. Scanning electron microscope observations of laboratory reared Pomatoceros lamarckii revealed several morphological features such as gland pores and ciliary tufts not reported previously. In still water laboratory assays using experimental slate surfaces and laboratory developed biofilms, P. lamarckii larvae required a bioflim for settlement and settled preferentially on older biofilms; settlement intensity was closely correlated to bacterial density suggesting that bacteria and/or their extracellular products are the inductive cue. The way in which experimental surfaces are presented to tubeworm larvae, either in single- or multi-treatment laboratory assays, significantly affected the settlement patterns of the spirorbids Spirorbis spirorbis and Spirorbis tridentatus but not P. lamarcidi, the larvae of which do not seem to become 'desperate' if not presented with a suitable surface for settlement. Interestingly, aerial drying a biofilm during simulated tidal emersion negates the settlement-inducing effect of a bioflim. S. spirorbis, S. tridentatus and Flustrellidra hispida (bryozoa) larvae also avoid recently dried biofilmed surfaces. Combined laboratory and field experiments showed that bioflims are an important settlement cue to P. lamarkii larvae, enabling them to settle selectively in their appropriate intertidal habitat. In the laboratory, monospecific bacterial films induced, had no effect upon or inhibited settlement of Spirorbis spirorbis larvae and experimental manipulation of biofilms suggested that the inductive bioflim cue is a commonly produced non-specific polysaccharide that is present either on the surface of the bacterial cell or in the extracellular polysaccharide matrix of the biofllm. The larvae of the tubeworms studied here display highly selective settlement preferences in response to biofllms and will continue to be useful subjects for further laboratory and field based studies that investigate how bioflims mediate the settlement of marine invertebrate larvae.

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Gunn, N. "Marine biofilm development on titanium with particular reference to seawater heat exchange systems." Thesis, University of Portsmouth, 1988. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.234641.

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Campbell, Connor. "Assessing biofilm and epiphytes on seagrass leaves as bioindicators of environmental change." Thesis, Edith Cowan University, Research Online, Perth, Western Australia, 2020. https://ro.ecu.edu.au/theses/2287.

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Abstract:

Seagrasses are highly valued for their productivity and ecosystem services. Despite their importance, seagrasses are declining globally, with losses comparable to tropical rainforests and coral reef ecosystems. Eutrophication and light reduction are two major environmental pressures contributing to seagrass loss. Eutrophication events are a consequence of increased nutrient loads entering the coastal environment. Light reduction can occur from a number of processes including eutrophication, but also increased sediment loads entering the water column through anthropogenic activities on the land and in the sea. Seagrass managers require a suite of tools to enable monitoring and the assessment of the effects of nutrient enrichment and light reduction on seagrass meadows to assist in the management of these vulnerable ecosystems. Biofilm have displayed some promising attributes as a good bioindicator of nutrient enrichment within benthic environments, however there are limited studies within seagrass habitats. Algal epiphytes within seagrass meadows are frequently studied and are considered good bioindicators of light limitation, however, faunal epiphytes have rarely been considered. The objective of this research was to determine the effect of two different environmental pressures on seagrass biofilm and epiphytes within temperate seagrass meadows in Western Australia. To examine this, two separate experiments were run, a mensurative experiment assessing seagrass biofilm and the effect of nutrient exposure from drain discharge, and an in situ manipulative experiment assessing the effects of light reduction on seagrass epiphytes. For the mensurative experiment the abundance and taxonomic composition of biofilm was compared at sites near-to and far-from stormwater discharge points, the known sources of nutrient discharge. Within the in situ experiment the algal and faunal epiphyte abundance was examined under different light shading intensities, over different durations and times of year. There were no consistent differences in biofilm abundance near-to and far-from drains, however the drain with the highest nutrient loads had the highest autotrophic abundance and total biofilm biomass. Additionally, biofilm prokaryotic and eukaryotic composition displayed no significant difference between near-to and far-from drain sites. The biofilm composition also seemed to be driven by the nutrient loadings of each respective drain, as sites with higher nutrient loads displayed higher abundances of taxa typically found within nutrient rich or polluted environments. In regard to the in situ experiment, the algal epiphytes displayed a clear response to reduced light intensity and increased duration, however the response was not consistent at different times of the year, as there was a delay in response during the post-winter period. The difference in response was likely due to a difference in the absolute amount of light during the two periods. Furthermore, the algal epiphytes to seagrass biomass (g epiphyte DW to g-1 seagrass DW) displayed a more consistent response compared to the algal epiphyte biomass as (g DW m-2), especially on the seagrass leaves. The faunal epiphytes displayed no consistent response to the shading treatments. This inconsistency is likely due to differing metabolic and substrate requirements compared to algal epiphytes. This study has displayed that biofilm is a good potential bioindicator of increased nutrient availability within seagrass ecosystems, however, the use of this needs to be interpreted with a good understanding of the hydrodynamics of the system. Additionally, algal epiphytes are a good bioindicator of reduced light availability on seagrass meadows, and the best way to measure the response of the algal epiphytes is to standardise to the seagrass biomass (g epiphyte DW to g-1 seagrass DW). Also, algal epiphytes specifically on seagrass leaves is the indicator variable that responds most consistently. Additionally, it is important to consider the absolute magnitude of the influencing light before predicting responses, and to understand that these responses change with the total amount of light during different seasonal periods. Finally, faunal epiphytes were poor bioindicators of this environmental stress.

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Guégan, Caroline. "Impact de la rigidité des supports sur l'adhésion et la colonisation bactérienne." Lorient, 2013. http://www.theses.fr/2013LORIS293.

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Abstract:

L'adhésion des bactéries aux surfaces représente un intérêt significatif dans de nombreuses applications biotechnologiques mais causent également d'énormes problèmes sanitaires et économiques. Dans l'environnement marin, l'adhésion des bactéries conduit au « biofoullng » et à la détérioration des structures immergées. Pour l’ensemble de ces raisons, la compréhension des mécanismes gouvernant l'adhésion bactérienne est un enjeu crucial. Jusqu'à présent, la majorité des recherches se sont focalisées sur les propriétés physico-chimiques de surface des matériaux et des bactéries mais pas directement sur les propriétés mécaniques du substrat. Pourtant ce paramètre a été mis en évidence dans des études dans le domaine du « fouling release ». Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse a été d'étudier l'impact de la rigidité des supports sur l'adhésion et la caractérisation bactérienne. Les hydrogels d'agarose ont été choisis comme support de par leurs propriétés élastiques facilement contrôlables. Trois bactéries marines, ont été choisies comme modèle, deux bacilles à Gram négatif : Pseudoolteromonos sp. 3J6 et Pseudoolteromonos sp. D41 et un bacille à Gram positif : Boeil/us sp. 4J6. La rigidité des hydrogels a été déterminée par rhéométrie, leurs modules élastiques s'étendant d'environ 104 Pa à 105 Pa. Au cours de ces travaux, il a été démontré que la rigidité du support influence le comportement bioadhésif des bactéries. L'augmentation du module élastique a favorisé l'adhésion de 3J6 et D41 et a modifié la disposition de 4J6 sur la surface. Concernant la formation du biofilm, aucune différence en terme de biomasse et d'épaisseur maximale n'a été constatée. Cependant, une différence de structure des biofilms de 3J6 a pu être observée à 3 et 6 h de développement. Une analyse protéomique différentielle de Pseudoalteromonas sp. D41 a été réalisée lors de l'adhésion sur deux hydrogels d'agarose aux propriétés élastiques différentes. Les profils protéiques obtenus sont différents. 21 spots au total sont exprimés différentiellement entre les deux conditions. Les bactéries s'adaptent donc physiologiquement en fonction de la rigidité du substrat
Adhesion of bacteria to surfaces represents a significant interest in many biotechnological applications but also causes enormous health and economic problems. Ln marine environment, attachment of bacteria can lead to biofouling and deterioration of immersed structures. Thus, understanding mechanisms governing bacterial adhesion is a crucial issue. Until present, nearly all researches have focused on physicochemical properties of material surfaces and bacteria but not directly on mechanical characteristics such as stiffness of supports. However, this parameter is highlight in fouling release researches. According to this observation, the objective of this thesis is to study the impact of stiffness support on bacterial adhesion and colonization. The agarose hydrogels were chosen as support for their controlled mechanical behavior. Three marine bacterial strains : a positive Gram, Bacillus sp. 4J6 and two negative Gram Pseudoalteromonas sp. D41 and Pseudoalteromonas sp. 3J6 were chosen as models. Stiffness of agarose hydrogels was determinated by rheometry. Elastic moduli of hydrogels evolve from around 104 Pa to 105 Pa. It was demonstrated that the stiffness has an impact on bacterial adhesion. An increase of elastic modulus of hydrogels improves adhesion of 3J6 et D41 and for 4J6, bacterial adhesion patterns are different. For biofilm formation, no significant difference for bacterial biomass and maximal thickness is shown. However, structures of biofilms of Pseudoalteromonas sp. 3J6 are different between agarose hydrogels with different stiffness. A comparative proteomic analysis of Pseudoalteromonas sp. D41 between adhesion on two agarose hydrogels with different stiffness was performed. Protein profiles are different. There were 21 spots in total differentially expressed between the two conditions. Consequently, this bacteria shows a physiological adaptation according to stiffness support

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Coclet, Clément. "Impacts de la contamination multiple en éléments traces métalliques sur les communautés microbiennes dans un environnement côtier fortement anthropisé : la rade de Toulon." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUL0010.

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Abstract:

La rade de Toulon est un écosystème côtier fortement anthropisé qui présente un gradient multiple de contamination en éléments traces métalliques, qui en fait un site atelier remarquable. Le couplage des campagnes de terrain et des expérimentations en laboratoire a permis d'étudier l'impact de la contamination métallique sur les communautés microbiennes planctoniques et en biofilm. L'utilisation de la chimie analytique, de la cytométrie en flux et du métabarcoding a permis d'étudier plusieurs aspects des communautés, comme l'abondance et la diversité taxonomique en réponse à la contamination métallique dans la rade de Toulon. Ainsi, les communautés d'ultraphytoplancton et de bactérioplancton ont montré une structuration spatiale forte le long des gradients métalliques. Les expérimentations en laboratoire ont montré que les ETMs jouaient un rôle important sur l'abondance et la diversité des communautés ultraplanctoniques, par des effets directs (toxicité) et indirects (couplage phytoplancton-bactérioplancton). La communauté microbienne de biofilm a été beaucoup moins impactée par les gradients métalliques dans la rade de Toulon que la communauté ultraplanctonique. En revanche, la communauté de biofilm a semblé influencée par sa proximité avec le compartiment sédimentaire, qui ont pu fournir des microorganismes colonisateurs lors d'épisodes de remise en suspension. En conclusion, les ETMs ont semblé avoir un impact sur l'ensemble des communautés microbiennes de la rade de Toulon avec toutefois, des variations d'influence selon le compartiment
Toulon Bay is a highly anthropized coastal ecosystem that present multiple trace metal contamination gradients, and was considered as a model system. The coupling of field campaigns and laboratory experiments were used to study the impact of trace metal contamination on bath planktonic and biofilm microbial communities. Chemical analyses, flux cytometry, and metabarcoding were used to study several characteristics of communities, as abundance and taxonomie diversity in response to trace metal contamination in the Toulon Bay. Then, bath ultraphytoplankton and bacterioplankton showed strong spatial patterns along the trace metal contamination gradients. Laboratory experiments showed that trace metals played an important raie on bath abundance and diversity patterns of ultraplanktonic communities, by bath potential direct (toxicity) and indirect (phytoplankton-bacterioplankton interactions). Conversely to planktonic communities, trace metal contamination had limited impact on microbial biofilm community. ln contrast, microbial biofilm community seemed to be influenced by surrounding sediments, and by potential colonizer taxa from benthic compartment resuspended du ring sediment resuspension events. ln conclusion, trace metals seemed to have impacts on all the microbial communities of Toulon Bay, with variations of influence depending on the compartment

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Boudaud, Nicolas. "Apport de la spectroscopie IRTF dans la caractérisation polyphasique de microorganismes impliqués dans les phénomènes de corrosion marine." Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2017.

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Abstract:

Les processus de Corrosion Induite par les Microorganismes (CIM) dépendent de la nature et du métabolisme des communautés bactériennes colonisant le biofilm et des propriétés intrinsèques de celui-ci, se développant sur les surfaces métalliques sous l’influence des paramètres physico-chimiques régis par l’environnement marin. Les Bactéries Sulfato-Réductrices (BSR) et les Bactéries Thiosulfato-Réductrices (BTR) sont décrites comme particulièrement agressives vis-à-vis des matériaux métalliques immergés. Dans le but d’étudier cette flore particulière, une spectrothèque sulfurogène de référence a été créée selon des conditions de culture spécifiques et standardisées. L’analyse des spectres infrarouges de vingt-deux BSR et BTR de collection a démontré une claire discrimination de ces souches au niveau genre. Cette base de données spectrales a ensuite été utilisée à des fins phénotypiques et comparatives pour caractériser la biodiversité bactérienne anaérobie cultivable, potentiellement impliquée dans la corrosion localisée et accélérée de coupons métalliques en acier au carbone immergés douze mois dans trois sites portuaires différents. En parallèle, cette biodiversité a été évaluée par des méthodes de biologie moléculaire et chromatographiques. Les résultats obtenus à partir de ce système expérimental ont mis en évidence des profils de corrosion atypiques et fonction des zones d’immersion. L’analyse des complexes « dépôts-biofilms » a montré que selon les méthodes culturales employées, trois communautés bactériennes majeures se distinguent : le genre Vibrio (communauté dominante), le genre Desulfovibrio (groupe métabolique potentiellement corrosif) et le groupe des Clostridiales (communauté émergente). En prolongement, les potentialités de la spectroscopie IRTF pour la caractérisation de bactéries d’implication corrosive ont permis d’ouvrir des perspectives sur une étude industrielle appliquée. La mise en œuvre de ce projet a contribué à démontrer l’influence des communautés bactériennes sur le caractère « actif » ou « passif » de biofilms formés sur des matériaux métalliques en acier inoxydable
Microbiologically Induced Corrosion (MIC) depends on the nature and metabolism of the microbial communities constituting the biofilm and the intrinsic properties of biofilm, developing on metallic surfaces under the influence of the physical and chemical environmental parameters. Sulfate-Reducing Bacteria (SRB) and Thiosulfate-Reducing Bacteria (TRB) are described to be particularly aggressive against immersed metallic materials. In order to study this particular flora, a sulfurogen reference library was created according to specific culture conditions. The analysis of infrared spectra of twenty-two SRB and TRB collection strains prove a clearly discrimination at the genus level. This spectral database was then used for comparative and phenotypic purposes to characterize biodiversity of cultivable anaerobic bacteria, potentially involved in accelerated localized corrosion of carbon steel coupons These coupons have been immersed twelve months in three different harbour zones (Le Havre, Marseille et Saint Nazaire). In parallel, this biodiversity was also evaluated by molecular and chromatographic methods. The obtained results from this experimental system have shown various atypical corrosion profiles according to immersed zones. The analysis of “deposits-biofilms" complexes showed that according to the cultivate methods used, three leading bacterial communities can be distinguished: the Vibrio genus (dominant community), the Desulfovibrio genus (metabolic group potentially corrosive) and the Clostridiales group (emergent community). By extension, potentialities of FT-IR spectroscopy for characterization of corrosive bacteria have paved the way to an applied industrial study. The implementation of this project has contributed to demonstrate the influence of bacterial communities on the "active" or "passive" character of biofilms formed on stainless steel materials

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Gozoua, Emmanuel. "Etude du quorum sensing des bactéries organisées en biofilm en vue de la mise en place des biocides non toxiques." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2019. http://www.theses.fr/2019TOUL0008.

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Abstract:

Le biofouling est un phénomène invasif qui engendre des problèmes économiques et écologiques importants. Dans ce mode de vie privilégié, les micro-organismes communiquent grâce à un système de communication intra- et inter-espèces, voire inter-genre, appelé quorum sensing (QS). Le QS est basé sur les petites molécules diffusibles telles que les N-acyl homosérine lactones (AHL), et est donc impliqué dans de nombreux processus physiologiques, notamment la production de facteurs de virulence, l'émission de bioluminescence et la production de pigments. Dans une étude antérieure, le QS a été mis en évidence chez une bactérie marine dénommée Pseudoalteromonas ulvae TC14 isolée de la rade de Toulon. P. ulvae TC14 étant non seulement capable de produire un biofilm important et de la violacéine mais régulerait ces deux paramètres (biofilm et violacéine) par la détection d' AHLs exogènes car elle n'en produirait pas. Cette étude a consisté dans un premier temps à poursuivre la caractérisation du système QS chez P. ulvae TC 14 par une étude moléculaire. Tout en vérifiant l'absence de synthase d' AHL (Luxl) et des gènes potentiels de l'auto-induction de type 2 (AI-2) chez P. ulvae TC14, la présence de huit séquences régulatrices luxR a pu être détectée et une évaluation de l'expression de ces séquences a été faite par technique RT q-PCR. Dans le but de déterminer l'impact de la modulation du QS sur l'adhésion et la formation du biofilm chez P. ulvae TC 14 des molécules régulatrices du QS ont été testées en combinaison avec trois analogues synthétiques à effet antifouling. La restauration de l'adhésion et de la formation du biofilm par les molécules combinées a montré que la modulation du QS chez P. ulvae TC14 ne semble pas être la voie privilégiée pour l'inhibition du biofilm. Cependant l'évaluation d'autres cibles telles que la membrane bactérienne et les pompes d'efflux à travers des perméabilisants membranaires et les inhibiteurs de pompes d' efflux a montré un effet synergique sur l'adhésion et la formation du biofilm. Ainsi, la perméabilisation membranaire et l'inhibition des pompes d'efflux semblent être des meilleures voies de potentialisation de l'effet antifouling des analogues synthétiques
Biofouling is an invasive phenomenon that generates significant economic and ecological problems. In this privileged way of life, micro-organisms communicate through an intra- and inter-species communication system, or even inter-genera, called quorum sensing (QS). QS is based on small diffusible molecules such as N-acyl homoserine lactones (AHL), and is therefore involved in many physiological processes, including the production of virulence factors, bioluminescence emission and pigment production. ln an earlier study, QS was found in a marine bacterium called Pseudoalteromonas u/vae TC 14 isolated from the harbor of Toulon. P. ulvae TC 14 is not only capable of producing a large biofilm and violacein but would regulate these two parameters (biofilm and violacein) by the detection of exogenous AHLs because it would not produce it. This study initially consisted in continuing the characterization of the QS system in P. ulvae TC 14 by a molecular study. While verifying the absence of AHL synthase (Luxl) and potential genes for autoinduction type 2 (AI-2) in P. ulvae TC14, the presence of eight luxR regulatory sequences could be detected and an evaluation of the expression of these sequences was made by R T q-PCR technique. In order to determine the impact of QS modulation on biofilm adhesion and biofilm formation in P. ulvae TC 14, QS regulatory molecules were tested in combination wi th three synthetic analogs with antifouling effect. The restoration of biofilm adhesion and formation by the combined molecules has shown that QS modulation in P. ulvae TC 14 does not seem to be the preferred route for biofilm inhibition. However, evaluation of other targets such as bacterial membrane and efflux pumps through membrane permeabilizers and efflux pump inhibitors has shown a synergistic effect on adhesion and biofilm formation. Thus, membrane permeabilization and the inhibition of efflux pumps seem to be better ways of potentiating the antifouling effect of synthetic analogues

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Rubio, Céline. "Compréhension des mécanismes d'adhésion des biofilms en milieu marin en vue de la conception de nouveaux moyens de prévention." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066325.

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Arantxa, Camus Etchecopar. "Mécanismes moléculaires impliqués dans la formation de biofilm à l’interface eau-composés organiques hydrophobes." Thesis, Pau, 2014. http://www.theses.fr/2014PAUU3032/document.

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Abstract:

Les composés organiques hydrophobes (HOC), une grande famille de molécules naturelles ou d’origine anthropique incluant les lipides et les hydrocarbures, constituent une part significative de la matière organique dans les écosystèmes marins. Du fait de leur faible solubilité dans l’eau, les bactéries qui les dégradent requièrent la mise en place de fonctions cellulaires spécifiques permettant d’augmenter la fraction assimilable de ces HOC. La formation de biofilms à l’interface eau-HOC est une de ces stratégies adaptatives. C’est le cas pour Marinobacter hydrocarbonoclasticus SP17, modèle d’étude utilisé au laboratoire, qui est capable de former des biofilms sur un large spectre de HOC métabolisables tels que les alcanes, les triglycérides et les alcools gras. Le but de mes recherches consistait à améliorer la compréhension du processus d’adhésion et de développement des biofilms sur les HOC, à travers la caractérisation fonctionnelle de 10 gènes candidats mis en évidence lors d’analyses d’expression en protéomique et en transcriptomique. Pour mener à bien ce projet, des outils génétiques et une caractérisation fonctionnelle propre à chaque gène ont dû être développés. L’étude fonctionnelle du gène MARHY2686 a relevé son implication dans la formation de biofilm sur les alcanes. La co-expression de MARHY2686 et des gènes adjacents MARHY2687 et MARHY2685 en transcriptomique, leur distribution phylogénétique et leur conservation de la synthénie suggèreraient que ces trois gènes soient impliqués dans le même processus biologique. D’après l’identité forte de 36 % qui existe entre la protéine MARHY2686 et une protéine périplasmique AdeT d’un système de pompe d’efflux tripartite d’Acinetobacter baumanii, cette protéine, en association avec MARHY2687 et MARHY2685, pourrait faire partie d’un système de ce type. Par ailleurs, des observations ont permis d’envisager une implication potentielle de ce gène dans l’assimilation des HOC ou dans l’accumulation des réserves lipidiques intracellulaires. M. hydrocarbonoclasticus SP17 utilise les pili de type IV lors de la formation de biofilm sur les HOC. Ces appendices interviennent lors de l’adhésion de cette souche à des HOC ainsi que dans un processus de détachement d’un support hydrophobe. Les pili pourraient soit intervenir directement pour permettre à la bactérie de se détacher de la surface à laquelle elle s’est adhérée, soit indirectement par l’action de bactériophages. La présence d’une mobilité de type twitching sur les HOC a pu être également envisagée. Enfin, le rôle du système de sécrétion de type VI (T6SS), connu pour permettre à la bactérie d’interagir avec une cellule hôte, lors de la formation de biofilm mono-spécifique sur HOC, où aucun autre microorganisme que M. hydrocarbonoclasticus SP17 n’est présent, a été étudié
Hydrophobic organic compounds (HOC), a large family of naturally-produced or anthropogenic molecules including lipids and hydrocarbons, represent a significant part of organic matter in marine ecosystems. Because of their low solubility in water, bacteria that degrade those compounds require the establishment of specific cell functions to increase their biodisponibility. Biofilm formation in water-HOC interface is one of these adaptations. The model of bacteria used in our laboratory, Marinobacter hydrocarbonoclasticus SP17, is able to form a biofilm on a wide range of HOC, such as alkanes, fatty alcohols and triglycerides, in order to use them as a carbon and energy source. The main purpose of my work was to broaden the knowledge of how bacteria adhere to and from biofilms on HOC, through the functional characterization of 10 candidate genes highlighted during proteomic and transcriptomic studies. Genetic tools and a gene-specific functional characterization have been developed in order to carry out this project. Functional study conducted on MARHY2686 revealed its involvement in the formation of biofilm on alkanes. Co-expression of MARHY2686 and the adjacent genes MARHY2687 and MARHY2685 durnig transcriptomic analysis together with their phylogenetic distribution and synteny conservation suggest that these three genes are involved in the same biological process. According to the high peptide sequence identity between MARHY2686 and AdeT, a periplasmic protein of a tripartite efflux pump system of Acinetobacter baumanii, MARHY2686 in combination with MARHY2687 and MARHY2685 could be the components of such a system. Other phenotypic observations would consider the involvement of MARHY2686 either in the assimilation of HOC or in the accumulation of intracellular lipid reserves. M. hydrocarbonoclasticus SP17 uses type IV pili during biofilm formation on HOC. These appendages are involved in the adhesion of this strain to and in a detachment process from HOC. Type IV pili could either act directly to allow bacteria to detach from the surface to which it is adhered, or indirectly through the action of bacteriophages. The presence of twitching motility on HOC has also been suggested. Finally, the role of the type VI secretion system (T6SS), a well-known protein system which allows interactions between bacteria and host cells, during the formation of a mono-species biofilm on HOC where no other microorganism than M. hydrocarbonoclasticus SP17 is present, has been studied

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Dissertations / Theses on the topic 'Biofilms marins'

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