Diversité et fonctions des microorganismes : du microbiote humain et animal aux écosystèmes naturels (DEMO)
Objectifs de l'Unité d'Enseignement
Récemment, il a été montré que la très grande diversité des bactéries hébergées dans les intestins des hommes et des animaux, le microbiote, avaient des fonctions essentielles dans la maturation du tube digestif, la digestion, la défense mais aussi dans l’induction de certaines pathologies. A l’échelle des écosystèmes naturels des milieux aquatiques et terrestres, les communautés microbiennes jouent un rôle essentiel dans les cycles biogéochimiques et les transferts trophiques. Ces communautés sont particulièrement sensibles aux perturbations environnementales, liées notamment aux changements globaux. Des écosystèmes microbiens particuliers peuvent également être entretenus par l’homme pour des applications de bioépuration, ou se développer à la surface de supports (biofilms) avec des conséquences sanitaires ou économiques (ex. biodégradation de matériaux). La « santé » des écosystèmes et des hommes passe donc par l’étude des communautés microbiennes qu’elles abritent.
Cette unité d’enseignement propose d’aborder le rôle de la diversité phylogénétique et fonctionnelle des microorganismes dans différents écosystèmes (eau, sol, tube digestif), ainsi que les avancées technologiques récentes liées à l’étude de ces microorganismes, notamment au travers des techniques de séquençage de nouvelle génération.
Les connaissances actuelles relatives au rôle du microbiote et aux écosystèmes microbiens des milieux naturels, ainsi que les grandes questions liées aux recherches réalisées dans ces domaines, seront présentées dans cette UE. Les différents aspects appliqués liés aux propriétés des communautés microbiennes et aux substances actives issues de souches ou de séquences environnementales seront également abordés dans cette UE.
Une part importante de l’UE est consacrée à des TP et des TD afin de présenter aux étudiants les principaux outils d’observation, de description de la diversité et de mesures de fonctions de microorganismes du microbiote et de l’environnement.
Cette UE propose un socle de connaissances très utiles pour tous les étudiants intéressés par les questions relatives à la microbiologie humaine/animale et environnementale avec une orientation recherche ou professionnelle (ex. diagnostic du microbiote et d’échantillons environnementaux).
Thèmes abordés
- Microbiote et santé humaine
- Microbiote et santé animale
- Utilisation de probiotiques
- Ecosystème microbien des milieux aquatiques et des sols
- Ecosystème microbien des biofilms
- Ecosystèmes microbiens et bioépuration
- Résistance et résilience des communautés microbiennes
- Etude de la diversité moléculaire des microorganismes
- Analyse métagénomique du microbiote et des écosystèmes microbiens
- Valorisation des microorganismes de l’environnement
Travaux pratiques : extraction ADN de différentes matrices, métabarcoding (ARISA), hybridation in situ fluorescente (FISH), cytométrie en flux, microscopie électronique, microscopie confocale, mesure de respiration, mesure d’activités hydrolytiques, dosage pigmentaire.
Travaux dirigés : Bases en informatique, lignes de commande, calcul d’indices de diversité phylogénique et fonctionnelle, annotation de génomes.
Organisation pédagogique
L’UE se déroule une semaine à Jussieu et une semaine à l’Observatoire Océanologique de Banyuls (OOB), afin de profiter d’un maximum d’équipements et de services présents sur les deux sites. Les frais de déplacements et d’hébergement à l’OOB sont pris en charge par la mention BMC. Cette unité d'enseignement est évaluée sous la forme d’un examen écrit (60 points) et d’un compte rendu sur les travaux pratiques ou dirigés réalisés durant l’UE (40 points).
Pré-requis
Connaissances générales en microbiologie. Intérêt pour les questions relatives à la santé humaine/animale et/ou à la microbiologie environnementale/appliquée.
Programme prévisionnel
Responsables de l’UE :
Fabien JOUX (joux @ obs-banyuls.fr)
Jean-Pierre GRILL (jean-pierre.grill@upmc.fr)