Offre de thèse sur l'évolution précoce des cyanobactéries et origine du plaste (H/F)

Sujet de thèse :
La photosynthèse oxygénique a une origine unique dans l’histoire évolutive. L’évolution de cette capacité métabolique chez l’ancêtre des cyanobactéries a complétement bouleversée la planète, conduisant à l’oxygénation de l’atmosphère et ayant des conséquences écologiques et évolutives majeurs. Notamment, les cyanobactéries sont à l’origine des eucaryotes photosynthétiques. L’endosymbiose primaire d’une cyanobactérie dans un hôte eucaryote hétérotrophe a permis l’évolution des Archaeplastida (glaucophytes, algues rouges, algues vertes et plantes) et, plus tard, des endosymbioses secondaires des algues rouges ou vertes dans d’autres hôtes hétérotrophes ont été à l’origine du reste d’algues eucaryotes. Toutefois, jusqu’à très récemment, si l’on reconnaissait que l’ancêtre du chloroplaste était une cyanobactérie, l’identité phylogénétique de cet ancêtre au sein des cyanobactéries était débattue. La découverte d’un nouvel ordre de cyanobactéries avec une position très précoce dans l’arbre phylogénétique de bactéries, les Gloeomargaritates, a permis de contraindre cette question (Moreira et al., Int J Syst Evol Microbiol 2017). Cet ordre était initialement composé d’une seule espèce isolée à partir de microbialites lacustres, Gloeomargarita lithophora, une espèce représentant une nouvelle lignée de cyanobactéries capables de produire des inclusions intracellulaires de carbonates amorphes de Sr-Ba-Ca-Mg (Couradeau et al, Science 2012; Moreira et al, 2017), une propriété découverte ensuite dans d’autres lignées de cyanobactéries (Benzerara et al, PNAS 2014). Par la suite, nous avons pu isoler une deuxième espèce, Gloeomargarita ahousatiae, provenant d’un tapis microbien thermophile d’une source chaude (Bacchetta et al., Eur J Phycol 2024). Bien que seul deux espèces de Gloeomargarita soient cultivées, l’analyse environnementale des séquences d’ARNr 16S montre que des membres de cette lignée sont associés aux biofilms des systèmes d’eau douce/terrestres et aux tapis microbiens, souvent thermophiles, avec une distribution cosmopolite (e.g. Ragon et al, Front Microbiol 2014). Des analyses phylogénétiques multi-gène placent Gloeomargarita comme lignée sœur de celle du chloroplaste et suggèrent que la photosynthèse eucaryote a probablement évolué dans des écosystèmes d’eau douce/terrestres au niveau de biofilms ou tapis microbiens (Ponce-Toledo et al, Curr Biol 2017). Cette découverte ouvre plusieurs questions : Est-ce qu’il reste à découvrir d’autres lignées microbiennes plus proches encore de celle du chloroplaste ? Quelles étaient les caractéristiques phénotypiques de l’ancêtre du chloroplaste ?
Pour y répondre, nous proposons d’atteindre les objectifs suivants :
i) Etudier la diversité des Gloeomargaritales et d’autres lignées basales de cyanobactéries dans une collection de tapis mésophiles et thermophiles d’écosystèmes variés maintenue dans le laboratoire par des approches de métabarcod
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