La biomasse microbienne représente plus de la moitié de la biomasse de la planète

2. La biomasse microbienne représente plus de la moitié de la biomasse de la planète Le rôle de l'infiniment petit dans la nature est infiniment grand Louis Pasteur

3. Cycle de l’azote • Fixation d ’azote atmosphérique • Nitrification • Dénitrification

6. Bactéries capables de convertir l’ammoniaque en azote moléculaire en absence d'oxygène (Strous et al., Nature 1999) NH4+ + NO2- N2 + 2H2O Oxydation de l’ammoniac en anaérobiose Processus anammox

7. Cycle de l’azote • Fixation d ’azote atmosphérique • Nitrification • Dénitrification • Anammox

8. Mollicutes Actinobacteria Firmicutes Fusobacterium nucleatum Cyanobacteria Deinococcus-Thermus Thermotoga maritima Clostridia, Thermoanaerobacteriales Aquifex aeolicus Bacilli Chlorobium tepidum Bacteroidetes 98,58 Leptospira interrogans Beta/Gamma- 100,100 Borrelia burgdorferi 100, 98 Spirochaetes Alpha- 100, 100 Treponema pallidum Treponema denticola Delta- Proteobacteria Epsilon- Kuenenia stuttgartiensis Chlamydiae Rhodopirellula baltica Gemmata obscuriglobus 0.10 Planctomycetes

9. anammoxosome cytoplasm NH4+ N2 N2H4 4e- NH2OH NO2- Anammox reaction : NH4+ + NO2- N2 + 2 H2O Anammox bacteria

11. Ladderanes

15. Functional redundancy in catabolism and respiration

18. Alignements multiples de séquences

20. Michael Jetten, Marc Strous et al. Dept Microbiologie Nimègue Michael Wagner et al. Dept Ecologie Microbienne Vienne Hans Werner Mewes et al. Dept Bioinformatique Munich Denis Lepaslier Eric Pelletier Sophie Layac Chantal Schenowitz Valérie Barbe Delphine Mavel Patrick Wincker David Vallenet Claudine Médigue Nuria Fonknechten Béatrice Ségurens Genoscope et UMR8030 Génomique Métabolique EVK1-CT-2000-00050

22. La flore procaryote de tous les milieux naturels analysés est constituée à plus de 99% d’espèces non cultivées

23. Pourquoi explorer le monde procaryote ? • compréhension des processus globaux auxquels les bactéries prennent une part essentielle et qu ’il faut mieux connaître alors que des changements globaux commencent à se produire • nouveaux éclairages sur l ’évolution et l ’origine de la vie • applications

24. Pourquoi explorer le monde procaryote ? production primaire de biomasse et de composés organiques reste largement méconnue diversité biochimique des procaryotes reste en partie ignorée nouveaux constituants cellulaires métabolites secondaires pathogènes

25. Pourquoi explorer le monde procaryote ? Les systèmes procaryotes seront plus faciles à modéliser Le comportement des communautés d'espèces procaryotes sera aussi plus facile à modéliser

26. La nature transforme en permanence la biomasse y compris les déchets de ces transformations, sans coût énergétique (énergie solaire)

27. Depuis quelques décennies l'homme a commencé à imiter la nature en développant des procédés de chimie de synthèse faisant appel aux bioconversions Nous ne sommes qu'au début de cette mutation inéluctable

28. L'industrie chimique commence à être touchée par deux problèmes majeurs et interdépendants : Le renchérissement du coût des hydrocarbures L'ajustement à une logique de "développement durable"

29. Les solutions à ces deux problèmes doivent viser à : diminuer l'utilisation du carbone fossile en tant que source d"énergie et matière première diminuer les coûts de production diminuer la production de déchets et de sous-produits polluants

30. Ces trois objectifs peuvent être atteints par une démarche unique qui substitue aux procédés chimiques actuels des procédés biotechnologiques qui peuvent être : économes en énergie basés sur des matières premières recyclables (carbone de la biomasse) non polluants ou recyclant les déchets

31. L’inventaire des bioconversions et des enzymes capables de les catalyser est loin d’être clos

32. Le monde microbien constitue la principale source d’activités biocatalytiques Or ce monde reste à explorer…

33. Bioconversions • Inventorier les gènes commandant les réactions chimiques du vivant et les cycles biogéochimiques des éléments (C,N,P,S) • séquençage systématique des ADN de flores bactériennes de milieux naturels • recherche de gènes d'intérêt potentiel • test des activités biocatalytiques

34. At this stage, biotechnology's greatest uses are in medicine and agriculture, but it's greatest long term impact may well be industrial Carl Feldbaum Biotechnology Industry Organisation (BIO) 2004

35. séquençage annotation cartographie sous-clonage etc. assemblage finition

36. Le séquençage massif de l’ADN est il encore utile ? Inventaires de gènes codant pour des protéines et de leurs transcrits Identification de transcrits sans fonction(s) connue(s) Variabilité et plasticité des génomes Evolution et phylogénèse

37. Le séquençage reste un préalable incontournable pour aborder - l’étude d’un organisme d’intérêt fondamental ou pratique - des questions d’ordre biomédical - explorer la biodiversité

38. Poursuivre l'analyse et l'annotation de génomes procaryotes et eucaryotes Contribuer à l'inventaire des fonctions métaboliques des bactéries Aller au-delà du séquençage en testant expérimentalement les activités d'enzymes du métabolisme bactérien Tenter de modéliser des processus et des systèmes biologiques

39. développement applications séquençage annotation cartographie sous-clonage assemblage finition validation expérimentale modélisation