Doctorat : Communautés microbiennes synthétiques et transfert d'hydrogène inter-espèces H/F

Vous travaillerez au sein de l'équipe Dinamic (Digestion, Nutrition, Aliments, Métabolisme, Microbes) dont une des lignes de recherche est la caractérisation de l’écosystème microbien ruminal pour comprendre et manipuler les émissions de méthane des ruminants. L’élevage des ruminants subit actuellement une forte pression sociétale pour sa contribution au réchauffement global. Les ruminants sont responsables d’environ un tiers du méthane anthropogénique produit. Cette production est liée à l’activité microbienne du rumen, le premier et plus volumineux compartiment de leur système digestif. Les gros polymères végétaux y sont dégradés jusqu’aux acides gras volatils (sources d’énergie pour l’animal), CO2 et H2. La majeure partie de l’H2 est captée par les Archaea méthanogènes et utilisé pour réduire le CO2 en CH4. Cette thèse vise donc à explorer les relations syntrophiques et le transfert d’H2 inter espèces qui jouent un rôle primordial dans la méthanogenèse. La thèse s’inscrit dans le projet ANR H2RUMEN dans lequel collaborent les Unités UMRH, MoSAR (INRAE Paris Saclay) et PLEIADE (INRAE – INRIA Bordeaux). Les premières étapes seraient la caractérisation et la quantification précise des transferts d’H2 dans des co-cultures simples de microbes du rumen d’intérêt particulier (des hydrogénotrophes dont les archaea méthanogènes et certaines bactéries et des hydrogénogènes, essentiellement bactéries fibrolytiques). Les co-cultures simples seront progressivement complexifiées pour arriver à des consortia microbiens stables où la fonction fibrolytique est conservée, voire améliorée malgré la production de méthane. Les données quantitatives sur la consommation des substrats et l’apparition des produits (y compris l’H2) seront la base des collaborations avec MoSAR qui les utilisera pour améliorer les modèles existants du fonctionnement du rumen. Des données génomiques et transcripomiques seront exploitées en collaboration avec PLEIDE dans la modélisation basée sur le génome (GSM, Genome scale modeling) des fermentations ruminales. En parallèle, des consortia microbiens simplifiés seront réalisés via une approche top-down, en partant de contenu ruminal complexe simplifié par enrichissements consécutifs. Cette approche permet la construction de consortia sans à priori et l’identification et l’isolation de nouvelles espèces potentiellement intéressantes.