Добірка наукової літератури з теми "Eucaryotes unicellulaires"

La polarité propre des cellules des métazoaires est héritée des unicellulaires ancestraux. On supposera que la polarité des unicellulaires eucaryotes est nécessaire pour leur locomotion et leur sensorialité et que l’intégration de ces deux activités correspond à une fonction cellulaire évolutivement contrainte. Tout en conservant le flagelle ancestral, les métazoaires ont coopté à partir de ce dernier un nouvel organite, le cil primaire/centrosome, qui assure les mêmes fonctions, mais dans des cellules différentes ou dans la même cellule, mais à des moments différents. On proposera que le remodelage nécessaire à l’obtention d’une nouvelle unité de sélection chez les multicellulaires ait été déclenché par des conflits entre les polarités des cellules individuelles pour l’obtention d’une polarité au niveau de l’organisme. On conclura provisoirement qu’au-delà de conséquences critiques pour le développement de l’embryon, la conservation d’une polarité cellulaire propre chez les métazoaires a des implications de grande portée pour l’évolution de l’individualité.

Le dossier thématique suivant a été rédigé par les étudiantes et étudiants de Master 1 de Biologie de l’École Normale Supérieure de Lyon à l’issue de l’UE Microbiologie Moléculaire et Structurale (2019-2020). Le Master de Biologie de l’ENS de Lyon, cohabilité par l’université Claude Bernard Lyon 1, accueille chaque année environ 50 étudiants en M1 et en M2 et propose une formation de haut niveau à la recherche en biosciences. Chaque étudiant y construit son parcours à la carte, en choisissant ses options parmi un large panel de modules, favorisant ainsi une approche pluridisciplinaire des sciences du vivant, et ce en relation étroite avec les laboratoires de recherche du tissu local, national et international. En participant à diverses activités scientifiques connexes aux UE de leur formation, les étudiants préparent également l’obtention du Diplôme de l’ENS de Lyon, qui valide leur scolarité à l’ENS. La rédaction du présent dossier, qui vise à transmettre de façon claire les messages issus d’une sélection d’articles scientifiques publiés récemment dans le domaine de la microbiologie, constitue l’une de ces activités connexes proposées aux étudiants. Les bactéries peuvent vivre en communautés dont la structure est régulée par de nombreuses interactions abiotiques et biotiques. Les interactions biotiques reposent sur des communications inter-bactériennes qui participent à la mise en place de relations de collaboration, de compétition ou de prédation. Ces communautés bactériennes peuvent en outre être en interaction avec des hôtes animaux, dans le cas des bactéries du microbiote ou des bactéries pathogènes par exemple, ou avec des virus parasites, les bactériophages. Le présent dossier illustre quelques aspects nouveaux de cette communication bactérienne, et de la façon dont les interactions bactéries/hôte ou bactéries/phages peuvent impacter cette communication. Deux nouvelles s’attardent sur des découvertes récentes autour du quorum sensing, une modalité de communication bactérienne permettant l’expression coordonnée des gènes à l’échelle de la population, en fonction de la densité de la population. La nouvelle intitulée « Le monoxyde d’azote : une arme du système immunitaire pour brouiller les communications entre bactéries » illustre comment le quorum sensing chez Staphylococcus aureus, une bactérie opportuniste, peut être affecté par un médiateur du système immunitaire de la souris. La nouvelle intitulée « Un bactériophage exploite le système de communication de son hôte bactérien pour entrer en cycle lytique » montre une stratégie étonnante par laquelle le phage VP882 décrypte des signaux issus du quorum sensing de la bactérie qu’il infecte pour réguler son propre cycle de réplication. Au-delà du quorum sensing, deux nouvelles décrivent de nouvelles modalités de communication inter-bactérienne. La nouvelle intitulée « Les nanotubes bactériens, acteurs de la compétition entre Bacillus subtilis et Bacillus megaterium » met en lumière le rôle des nanotubes, des structures de communication intercellulaire insoupçonnées jusque récemment chez les bactéries. La nouvelle intitulée « La bactérie Vibrio cholerae lyse les bactéries environnantes et assimile leur ADN qu’elle intègre dans son propre génome » illustre comment un système de sécrétion, qui permet l’injection d’effecteurs bactériens dans des cellules cibles, peut être exploité pour faciliter les transferts horizontaux de gènes chez les bactéries. Enfin, pour élargir la réflexion au monde des virus eucaryotes, deux nouvelles montrent comment l’infection virale peut interférer avec la communication entre cellules eucaryotes, sur l’exemple de la communication s’effectuant par l’intermédiaire de vésicules extracellulaires. La nouvelle intitulée « La sécrétion de vésicules extracellulaires par les plaquettes activées à l’origine de la létalité de la dengue ? » discute des mécanismes par lesquels le virus de la dengue déclenche la sécrétion de vésicules extracellulaires par les plaquettes, et des conséquences que cela peut avoir sur l’inflammation et le déclenchement de chocs hémorragiques. La nouvelle intitulée « Le coccolithovirus et Emiliania huxleyi : le détournement viral des vésicules extracellulaires » montre enfin comment ce virus d’algue unicellulaire exploite la communication intercellulaire de son hôte pour augmenter son pouvoir de diffusion au sein de la population, et des conséquences écologiques et géochimiques que cela peut entraîner à grande échelle.

Les unicellulaires dinoflagelles representent une part importante du phytoplancton et sont susceptibles de proliferations intenses, parfois toxiques. L'etude des mecanismes regissant la division cellulaire a ete entreprise chez une espece heterotrophe crypthecodinium cohnii bien que les dinoflagelles aient emerge relativement tot lors de l'evolution, la regulation de leur cycle cellulaire semble etre tres proche de celle des eucaryotes superieurs. Ainsi, chez c. Cohnii, un facteur soluble lie a une activite histone h1 kinase compose d'un homologue de la cycline b, semble se comporter comme le facteur universel mpf. L'homologue de la cycline b, p56 (proteine reconnue par un anticorps dirige contre la cycline b de la levure schizosaccharomyces pombe,) a ete plus particulierement etudie. Sa localisation exclusivement cytoplasmique et son expression permanente different avec les eucaryotes. Toutefois, p56, semble etre associee aux microtubules, centrosomes, comme chez la levure, supposant une implication de p56 dans la mise en place de l'appareil mitotique. La localisation originale de p56 semble etre en correlation avec le type de mitose developpee par les dinoflagelles.

Les levures fournissent un ensemble important de plus de 30 génomes séquencés, permettant le développement d'approches de génomique comparative. L'importante échelle évolutive, en plus de propriétés génomiques de certains groupes ou certaines espèces, nous ont permis d'appréhender les modications dynamiques de contenu et d'architecture des génomes. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés aux génomes des levures protoploides, n'ayant pas subi la duplication totale de génome, dans le but de mesurer la conservation de synténie chez 5 espèces voisines. Malgré un fort degré de réarrangements chromosomiques entre eux, plus de 80% des génomes codants sont concentrés dans de petits blocs synténiques. La comparaison de cette mesure à la divergence de séquences d'orthologues a montré des effets différents de ces forces évolutives selon les temps de spéciation. Par la suite, nous avons développé une méthode de détection systématique de gènes transférés horizontalement dans les régions synténiques conservées de ces 5 génomes. L'identification de 15 nouveaux cas potentiels suggère que ce mécanisme doit avoir un impact important dans les génomes eucaryotes. Enfin, nous avons étudié la dynamique de propagation de grandes répétitions en tandem, appelées mégasatellites, découvertes chez la levure Candida glabrata. Nous avons développé une méthode de mesure des distances évolutives entre les répétitions prises individuellement, basée sur des modèles de substitutions de bases connus et une approche d'identification de groupes dans un graphe. Nous avons ainsi montré que les répétitions peuvent être échangées entre mégasatellites, ce qui suggère un nouveau mécanisme de propagation

Au cours des dernières décennies, notre compréhension de la diversité microbienne dans l'environnement a beaucoup progressé notamment avec l'avènement des méthodes de séquençage de nouvelle génération et les approches « -omics ». Leur application a notamment permis de s'affranchir des approches de mise en culture ne contribuant qu'à une évaluation partielle et orientée de la diversité microbienne. Le métabarcoding, basé sur l'étude d'un marqueur unique et ubiquiste, est la méthode la plus utilisée pour l'analyse de la diversité car elle permet une évaluation assez exhaustive des espèces présentes dans un écosystème. En milieu aquatique, elle a en effet permis la mise en évidence d'une diversité considérable et insoupçonnée d'eucaryotes unicellulaires. Toutefois cette approche, essentiellement descriptive, ne permet pas de déterminer la physiologie ni de comprendre le rôle de ces microorganismes dans les écosystèmes. D'autres méthodes, telles que la métatranscriptomique, offrent la possibilité d'étudier leur potentiel métabolique et d'en évaluer les variations en fonction de paramètres environnementaux. Néanmoins, ces approches de séquençage haut débit conduisent à la production d'une quantité colossale de séquences environnementales dont la majeure partie reste inconnue. Afin d'étudier le lien diversité-fonction au sein des eucaryotes unicellulaires et ainsi mieux comprendre leur rôle dans les réseaux trophiques lacustres, largement sous-étudiés en comparaison aux écosystèmes marins, plusieurs approches ont été utilisées.Du métabarcoding couplé à une étude de traits morpho-physio-phénotypiques, de la métatranscriptomique ainsi qu'une méthodologie basée sur l'isolement et la caractérisation de couples hôte-parasites (séquençage et hybridation in situ), ont été réalisés à partir d'échantillons lacustres (Pavin, méromictique ; Aydat, dimictique). Ces analyses ont révélé l'importante diversité des photo-osmo-phago-mixotrophes et des parasites tout en mettant en évidence les fortes variations saisonnières qu'ils subissent dans le mixolimnion du lac Pavin. Il semblerait, par exemple, que les périodes de brassage profitant aux communautés hôtes photosynthétiques favorisent le développement et la dissémination de champignons parasites notamment par la surexpression de gènes impliqués dans la phototaxie des zoospores et dans les métabolismes lipidiques. Parmi ces champignons parasites, les microsporidies sont des acteurs nouvellement identifiés dans les réseaux trophiques aquatiques. Nous avons en effet découvert avec une forte prévalence (42,5%) dans le lac d'Aydat, une association hôte-parasites entre une potentielle nouvelle espèce de microsporidie et une espèce de rotifère.Une importante biosphère rare a également été mise en évidence dans le monimolimnion anoxique du lac Pavin, caractérisée par de nombreux saprotrophes surexprimant des gènes liés aux métabolismes du soufre, du nitrate et de dégradation de la matière organique. Les métabolismes caractéristiques d'organismes de différents modes trophiques ont également été étudiés en réalisant une étude basée sur la construction de réseaux de similarité de séquences protéiques. Tout en caractérisant pour la première fois une majorité de séquences inconnues (>40%), nous avons révélé la proximité génétique de protéines entre microorganismes hétérotrophes et photo-osmo-phago-mixotrophes et entre saprotrophes et parasites, ainsi qu'une redondance fonctionnelle relative des métabolismes primaires. En revanche, nous avons identifié près d'un million de protéines caractéristiques d'un seul groupe fonctionnel qui, pour certaines, représentent de réelles perspectives d'étude des voies métaboliques impliquées dans les interactions hôte-parasites
Over the last few decades, our understanding of microbial diversity in the environment has advanced considerably, particularly with the advent of next-generation sequencing methods and -omics approaches. These methods have allowed for a more comprehensive evaluation of microbial diversity compared to traditional culture-based approaches. The most commonly used method for analyzing diversity is metabarcoding, which is based on the study of a unique and ubiquitous marker. This method has revealed a considerable and unsuspected diversity of microbial eukaryotes in aquatic environments. However, this approach is mainly descriptive and does not allow for the determination of the physiology or understanding of the role of these microorganisms in ecosystems. Other methods, such as metatranscriptomics, offer the possibility of studying their metabolic potential in relation to environmental parameters. Nevertheless, these high-throughput sequencing approaches lead to the production of a vast quantity of environmental sequences, most of which remain unknown. To better understand the diversity-function link within microbial eukaryotes and their role in lacustrine trophic networks, several approaches have been used.Metabarcoding coupled with a study of morpho-physio-phenotypic traits, metatranscriptomics and a methodology based on the isolation and characterization of host-parasite pairs (sequencing and in situ hybridization), were carried out on lake samples (Pavin, meromictic; Aydat, dimictic). These analyses revealed the high diversity of photo-osmo-phago-mixotrophs and parasites, while also highlighting the strong seasonal variations they undergo in the mixolimnion of lake Pavin. For example, periods of mixing benefiting photosynthetic host communities favor the development and dissemination of parasitic fungi, notably through the overexpression of genes involved in zoospore phototaxis and lipid metabolism. Among these parasitic fungi, Microsporidia are newly identified players in aquatic food webs. Indeed, we discovered a high prevalence (42.5%) host-parasite association between a potential new species of Microsporidia and a species of rotifer in lake Aydat. An important rare biosphere has also been highlighted in the anoxic monimolimnion of Lake Pavin, characterized by numerous saprotrophs overexpressing genes related to sulfur, nitrate, and organic matter degradation metabolisms. The characteristic metabolisms of organisms of different trophic modes have also been studied by constructing protein sequences similarity networks.While characterizing the majority of unknown sequences for the first time (>40%), we have revealed the genetic proximity of proteins between heterotrophic and photo-osmo-phago- mixotrophic microorganisms and between saprotrophs and parasites, as well as a relative functional redundancy of primary metabolisms. On the other hand, we have identified nearly one million proteins characteristic of a single functional group, which, for some, represent real prospects for studying the metabolic pathways involved in host-parasite interactions

Dans cette thèse, deux gènes de la famille myb ont été clonés et caractérisés chez deux protistes ciliés, Euplotes et Sterkiella (autrefois nommé Oxylricha). Le gène d'Euplotes est appelé emyb1 et celui de Sierkiella, omyb1. Les gènes myb sont très largement répandus chez les animaux et les plantes. Ils ont tout d'abord été identifiés chez les vertébrés comme des proto-oncogènes. Ils codent pour des protéines Myb qui sont des facteurs de transcription qui régulent la prolifération et différenciation cellulaires. Chez les plantes, les protéines Myb interviennent dans des activités cellulaires variées, comme le métabolisme cellulaire, la morphogenèse, la formation des tissus et la prolifération et différenciation cellulaires. Le trait le plus caractéristique des protéines Myb est qu'elles présentent un domaine de liaison à l'ADN constitué de plusieurs répétitions d'environ 50 acides aminés appelées motifs myb. Le nombre de répétitions est de trois chez les animaux. Chez les plantes, ce nombre est soit de deux (la grande majorité) ou de trois également (une minorité). L'étude des deux gènes de ciliés a révélé que, dans ce groupe, existent des gènes à deux répétitions (type R2) et des gènes à trois répétitions (type R3). Le gène emyb1 ne contient que deux motifs alors que omyb1 en présente trois. L'analyse phylogénétique a montré que les deux gènes myb de ciliés appartiennent clairement à la même famille que ceux des plantes et des métazoaires. Le niveau d'expression de emyb1 varie entre cellules matures (aptes à la conjugaison) et cellules immatures. Les résultats suggèrent que ce gène pourrait intervenir dans la régulation du cycle cellulaire et dans la maturation cellulaire. D'autres études menées avec des oligonucléotides antisens suggéraient également un rôle possible dans le développement du macronoyau dans les cellules exconjugantes. Chez Sterkiella, l'expression de omyb1 est augmentée chez les cellules soumises au jeûne. Cette réaction au stress, pourrait être à l'origine du déclenchement du processus d'enkystement, en réaction aux conditions défavorables pour la cellule. Un autre gène impliqué dans le mécanisme de la transcription est le gène rpb9, qui a été identifié sur le même mini-chromosome que omyb1. Il est possible que chez les ciliés hypotriches, cette situation ne soit pas sans signification biologique. La coexistence de ces deux gènes sur un même minichromosome faciliterait la régulation d'une transcription concertée en vue d'optimiser leur activité. Les ciliés constituent un phyllum d'unicellulaires qui se distinguent des autres protistes par, entre autre, leur dimorphisme nucléaire. .
In this thesis of PhD. ,two myb family genes were cloned and characterized in two ciliates species, Euplotes and Sterkiella ( Oxytricha, previously), respectively. The myb from Euplotes is nominated emyb1 and the one from Sterkiella (Oxytricha) is omyb1. Myb genes, are widely found in eucaryotic animals and plants. The myb genes were firstly identified in animals as proto-oncogenes which act as specific transcription regulators concerning cell proliferation and differentiation. In plants, myb gene products play roles in various cellular activities, including cellular metabolism, morphogenesis, tissue formation, cell proliferation and differentiation. The most characteristic feature of myb gene is that they carry several imperfect repeats about 50 amino acids, called myb motif, in for their DNA-binding domain. The repeat number of the myb motif is three in all species of animal kingdom and two (majority) or three (minority) in species of plant kingdom. The study of the two myb genes emyb1 and omyb1 revealed that in ciliates there exist both R2- and R3-myb genes. The emyb1 contains only two myb motif repeats and the omyb1 contains three. The phylogenic analyze showed that the two myb genes in ciliates pointed to same ancestral myb gene together with those in animal and plants. The expression level of emyb1 varied between vegetative and conjugating cells and between mature and immature cells. It suggested that this gene may function in regulation of cell cycle and in the controlling of cell maturation. Further study of antisense oligo-nucleotide manifested that the emyb1 participates in the development of macronucleus in conjugated cells. The omyb1 gene expression increased in starved cells implied that it may function in the reaction to deleterious condition and start the encystment phenomenon for the cell to pass the unfavorable period. Another transcription factor gene orpb9 was identified to coexist in the same minichromosome with the omyb1. This suggests biological significance in hypotrichous species that there may exist a molecular mechanism that genes coexist in the same minichromosome to facilitate the transcriptional regulation for the functional or/and quantitative coherency of related genes. Ciliates are a unicellular phylum, which is distinguished from the other eukaryotic species by one of the characters of nucleus dimorphism. The molecular mechanism of the regulation of gene transcription and cell cycle controlling of this unicellular phylum is little known. .

Les picoeucaryotes (eucaryotes inférieurs à 3 microns) sont des acteurs clés des écosystèmes marins. Ce travail vise à mieux définir leur diversité génétique à l’aide de bibliothèques génétique du gène de l’ARN 18S. En Méditerranée, les algues vertes picoplanctoniques sont principalement des prasinophytes. Des organismes inconnus sont détectés à différents niveaux taxonomiques. Les assemblages de prasinophytes varient selon le niveau trophique et le gradient lumineux vertical. Les Radiolaria sont des hétérotrophes microplanctoniques vivant en symbiose avec des eucaryotes photosynthétiques unicellulaires. . Treize nouveaux clades sont détectés dans le picoplancton. Les Radiolaria sont retrouvés uniquement en milieu marin où ils semblent préférer les eaux oligotrophes aphotiques. L’ordre des Syndiniales regroupe des parasites. Quatre nouveaux clades dont trois sans représentant en culture sont définis. Les Syndiniales sont strictement marins et peuplent l’ensemble des habitats.

Nous avons exploré les mécanismes permettant à des organismes procaryotes et eucaryotes de répondre au stress induit par la présence d'éléments toxiques comme l'arsenic et/ou par la précipitation de phases minérales au niveau des structures cellulaires. Notre étude a notamment impliqué le développement de techniques de microscopie et de spectroscopie adaptées à ces objets composites phases minérales - matière organique. Les deux souches procaryotes étudiées utilisent le Fe(II) comme donneur d'électrons en l'absence stricte d'Oa à pH neutre, ce qui conduit à la précipitation de phases riches en Fe(III) à distance des cellules ou au contact direct des structures cellulaires. Chez la souche phototrophe SW2, le fer précipite exclusivement dans le milieu extracellulaire le long de fibres lipo-polysaccharidiques. En revanche, chez la souche dénitrifiante BoFeNl, le fer précipite aussi massivement dans le périplasme des bactéries. Nous montrons que des structures cellulaires fines (peptidoglycane, périplasme) et des molécules organiques (globules protéiques) sont préservées dans ces cellules encroûtées qui constituent alors de stades précoces de microfossiles. D'autre part, l'étude d'eucaryotes unicellulaires présents dans des drainages miniers acides riches en Fe(II) et en arsenic a révélé une accumulation intracellulaire du fer par ces eucaryotes, découplée des mécanismes de détoxification de l'arsenic. Ces derniers procèdent par une étape de réduction de l'As(V) en As(III) suivie de sa complexation par des groupements thiols, mettant en jeu le cycle du glutathion, et enfin de l'export de l'As(III). Nous avons en outre montré que l'As(V) est plus toxique que l'As(III) chez ces eucaryotes. L'ensemble de nos résultats fournit des éclaircissements pour la compréhension des mécanismes de biominéralisation et de détoxification des métaux/métalloïdes par des microorganismes et ouvre également la perspective de rechercher des bio-signatpres potentielles de métabolismes spécifiques dans des échantillons naturels actuels ou anciens
This work aimed at studying the response of microorganisms to toxic elements, such as arsenic and to the lethal effects of mineral precipitation within cellular structures. We applied microscopic and spectroscopic tools adapted to the study of these organic-mineral assemblages. In a first section, we studied two different bacterial strains, both using Fe(II) as an electron donor under strictly anoxic conditions at neutral pH. The phototrophic strain SW2 precipitated iron on lipo-polysaccharidic fibres only at distance from the cells, whereas the denitrifying strain BoFeNl precipitated iron within its periplasm. Ultrafine cellular structures and proteins were preserved within these encrusted cells that can be considered as microfossils. In a second section, we studied unicellular eukaryotes from a Fe and As-rich acid mine drainage. Iron accumulation within the cells was shown to be completely decoupled from the processes of arsenic detoxification. Arsenic detoxification starts with As(V) reduction to As(III), followed by its complexation by thiol groups, involving the glutathione pathway and leading to its export from the cell. However, we show that As(V) was more toxic to the cells than As(III). Our results altogether provide new insights on the mechanisms of microbial biomineralization and detoxification of metals/metalloids and opens new perspectives for the search of biosignatures of specific metabolisms

La microsporidie Encephalitozoon cuniculi, parasite intracellulaire obligatoire, pathogène de l'homme, est responsable d'infections opportunistes chez des sujets immunodéprimés. Sa spore est protégée par une épaisse paroi protéo-chitineuse pour laquelle peu de données sur les constituants protéiques sont disponibles. Dans ces travaux, nous avons décrit le protéome exprimé dans les stades tardifs de développement d'E. Cuniculi. Grâce à des extractions protéiques séquentielles et une double stratégie d'analyse protéomique, après électrophorèse et "Shotgun", 177 protéines différentes ont pû être identifiées, permettant d'obtenir une vision globale de la physiologie de la spore. L'exploitation de ces données et le développement d'un crible bioinformatique a permis l'identification d⇋ 4 protéines de paroi. Le premier modèle dynamique de morphogenèse de la paroi microsporidienne a été proposé grâce au suivi de la localisation de ces protéines durant le cycle de développement

Les picoeucaryotes photosynthétiques (PPE) sont abondants dans tous les océans et constituent une part importante de la biomasse et de la production primaire. Les modèles climatiques prédisent une extension des zones oligotrophes dans les prochaines décennies ce qui pourrait fortement augmenter l'abondance et l'impact écologique des PPE. Parmi eux, la microalgue Pelagomonas calceolata (Stramenopiles/Pelagophyceae) est très largement répandue dans les océans (Worden et al., 2012) mais son rôle dans le cycle du carbone et son impact sur la chaine trophique restent méconnus (Dupont et al., 2015). Des analyses in situ et in vitro suggèrent que P. calceolata peut s'adapter aux variations environnementales grâce à une importante capacité de modulation de l'expression des gènes (Carradec et al., 2018 ; Dimier et al., 2009). L'objectif de cette thèse est de comprendre comment P. calceolata s'adapte aux variations environnementales des nombreux milieux qu'elle occupe. Dans le premier chapitre, le génome de P. calceolata est assemblé annoté puis comparé à ceux des autres PPEs. Grâce aux données de métagénomiques et métatranscriptomiques issues de l'expédition Tara Oceans, la biogéographie et de l'activité transcriptomique de P. calceolata dans les différentes conditions environnementales a permis de mieux comprendre la distribution présente et future de cette algue, et les gènes impliqués dans son succès écologique (Guérin et al 2022). Dans le deuxième chapitre, nous nous sommes particulièrement intéressés aux capacités d'acclimatation de P. calceolata face aux changements de quantité et de source d'azote. Les gènes différentiellement exprimés (DEG) chez P. calceolata en fonction de la concentration en nitrate dans les échantillons Tara Oceans ont été comparés avec ceux identifiés lors d'expériences de croissance en conditions contrôlées. P. calceolata a été cultivé dans des milieux déplétés en nitrate ou dans lesquelles le nitrate a été remplacé par de l'ammonium, de l'urée ou du cyanate. La comparaison des DEG issus du laboratoire avec ceux issus des données environnementales permet de mieux comprendre le métabolisme de cette microalgue face au manque de nitrate, quels mécanismes sont mis en place dans l'environnement pour faire face à la variabilité de la disponibilité du nitrate, notamment par sa capacité à utiliser des sources d'azote organique. Dans le troisième chapitre, nous avons voulu mieux comprendre comment la profondeur impacte la physiologie de P. calceolata. En effet, on retrouve P. calceolata dans des échantillons d'eaux provenant de la surface et au moins jusqu'à 200m de profondeur. Nous avons constaté que la profondeur d'échantillonnage impactait fortement l'expression des gènes de P. calceolata impliqués dans la photorespiration et dans les mécanismes de concentration du carbone. Lors de cette thèse de doctorat, la caractérisation des capacités d'adaptation de P. calceolata a permis de mieux comprendre comment la régulation transcriptomique lui permet d'être cosmopolite, et montre que cette microalgue peut servir d'organisme modèle grâce à la possibilité de l'étudier simultanément en laboratoire et dans des données multi-omiques environnementales
Photosynthetic picoeukaryotes (PPE) are abundant in all oceans and represent a significant proportion of biomass and primary production. Climate models predict an extension of oligotrophic areas in the following decades, which could greatly increase the abundance and ecological impact of PPEs. Among them, the microalga Pelagomonas calceolata (Stramenopiles/Pelagophyceae) is widely distributed in the oceans (Worden et al., 2012) but its role in the carbon cycle and its impact on the trophic chain remain poorly characterised (Dupont et al., 2015). In situ and in vitro analyses suggest that P. calceolata can adapt to environmental variations thanks to a significant capacity to modulate gene expression (Carradec et al., 2018; Dimier et al., 2009). The aim of this thesis is to understand how P. calceolata adapts to environmental variations in the many environments it lives in. In the first chapter, the P. calceolata genome is assembled, annotated and compared with those of other PPEs. Thanks to metagenomic and metatranscriptomic data from the Tara Oceans expedition, the biogeography and transcriptomic activity of P. calceolata under different environmental conditions has provided a better understanding of the present and future distribution of this alga, and the genes involved in its ecological success (Guérin et al 2022). In the second chapter, we focused on the acclimatisation habilites of P. calceolata to changing nitrogen quantities and sources. Differentially expressed genes (DEGs) in P. calceolata as a function of nitrate concentration in Tara Oceans samples were compared with those identified during growth experiments under controlled conditions. P. calceolata was grown in media depleted in nitrate or in which nitrate was replaced by ammonium, urea or cyanate. The comparison of DEGs obtained in the laboratory with those obtained from environmental data provides a better understanding of the metabolism of this microalga in the face of nitrate shortage, and of the mechanisms put in place in the environment to cope with variability in nitrate availability, in particular through its ability to use organic nitrogen sources. In the third chapter, we aimed to better understand how depth affects the physiology of P. calceolata. P. calceolata is found in water samples from the surface down to a depth of at least 200m. We found that sampling depth had a strong impact on the expression of P. calceolata genes involved in photorespiration and carbon concentration mechanisms. During this PhD thesis, the characterisation of the adaptive capacities of P. calceolata led to a better understanding of how transcriptomic regulation enables it to be cosmopolitan, and shows that this microalga can be used as a model organism thanks to the possibility of studying it simultaneously in the laboratory and in environmental multi-omics data