Immobilisation et culture continue en bioréacteur gas-lift de microorganismes marins thermophiles et hyperthermophiles anaérobies

Depuis la decouverte des cheminees hydrothermales, de multiples travaux ont ete menes afin d’en etudier la diversite microbienne. Les inventaires moleculaires realises ont ainsi mis en evidence une grande diversite d’especes qui contraste avec la faible proportion (1 %) d’especes isolees par approche culturale. Une nouvelle approche d’immobilisation cellulaire par inclusion dans une matrice de polymeres (gellane et xanthane) a ainsi ete developpee pour permettre l’etude de ces communautes thermophiles anaerobies marines. Le systeme, base sur la formation d’une emulsion entre une solution de polymeres inoculee et de l’huile, permet le piegeage de cellules dans des billes de gel de 1 a 2 mm de diametre. Les conditions optimales d’immobilisation ont ete obtenues pour une emulsion realisee a 80 °C sous agitation (150 tr/min) a partir d’une solution de gellane (2,5 %) et de xanthane (0,25 %) avec 12 g/L de NaCl et 4 g/L de citrate de sodium, bullee a l’azote et reduit au Na2S avant inoculation. Les billes ont montre une bonne resistance mecanique apres 5 semaines d’incubation a des pH compris entre 5,4 et 8, des temperatures allant jusqu’a 90 °C et des concentrations en NaCl et soufre allant jusqu’a respectivement 80 et 5 g/L. Des cultures en batch de Thermosipho sp. AT1272 et Thermococcus kodakarensis KOD1 immobilisees ont permis d’obtenir des concentrations allant jusqu’a 107 cellules/g de billes et 108 cellules/mL de fraction liquide. Une culture en continu realisee en bioreacteur gas-lift pendant 41 jours a partir d’une communaute synthetique immobilisee composee de 8 souches (hyper)thermophiles a demontre la capacite de l’immobilisation cellulaire a proteger les cellules face a un stress oxique et a les maintenir (3 des 8 souches) dans le bioreacteur jusqu’a ce que les conditions de culture soient propices a leur croissance. La reactivite de la communaute immobilisee face aux changements environnementaux (temperature) a egalement ete demontree. Enfin, la culture en continu realisee pendant 64 jours d’un echantillon immobilise de diffuseur du site Rainbow a permis la croissance de plusieurs especes bacteriennes et archeennes (Oceanithermus sp., Thermococcus sp.) dont une partie n’a ete detectee que dans les billes (Sulfurimonas sp., Nitratifractor sp., Vibrio sp.) par clonage-sequencage. L’ensemble de ces resultats ont permis de valider l’utilisation d’un protocole d’immobilisation par inclusion dans une matrice de polymeres pour l’etude des communautes hydrothermales, de leur diversite et de leur dynamique.