La Microbiologie La Microbiologie àà ll’’IBFAIBFA

• 1) La recherche : 2 laboratoires

Le LME (EA956 / USC2017 INRA) : Microbiologie de l’Environnement (~25 personnes dont 10 EC); direction Y. Auffray.

Le MILA ( EA 3213) : Micro-organismes d’Intérêt Laitier et Alimentaire ( ~15 personnes dont 5 EC); direction J.P. Vernoux.

La Microbiologie La Microbiologie àà ll’’IBFAIBFA

2) L’enseignement-1 module en L2 (UE 310)

-1 parcours dès le L3 (UE 507 et 610)-Poursuite du parcours en M1 (UE 714,721, 785, 825, 830, 831, 832)-1 parcours en M2R Biologie Cellulaire (ancien parcours DEA)-1 parcours en M2 Pro « Alibiocaen » (ancien parcours DESS)

Organisation et contenu de lOrganisation et contenu de l’’UE 310UE 310

Jeudi 02/10/08 : Y. Auffray (intro., domaines de la microbiologie, un peu d’historique)

Jeudi 09/10/08 : A. Benachour(biodiversité du monde microbien)

Jeudi 16/10/08 : A. Rincé (les bacté-riophages (intérêt et applications)

Jeudi 23/10/08 : A. Hartke micro-organismes et production d’énergie)

Jeudi 30/10/08 : J.C. Giard (vaccins et vaccinations)

Vendredi 31/10/08 : Y. Auffray (la microflore du corps humain)

Jeudi 06/11/08 : V. Pichereau(micro-organismes et agronomie)

Jeudi 13/11/08 : A. Hartke (OGM)Vendredi 14/11/08 : Y. Auffray

( les infections nosocomiales)Jeudi 20/11/08 : Y. Auffray (la

résistance aux antibiotiques)Vendredi 21 et jeudi 27/11/08 : M.

Guegen (le fromage : du lait au consommateur)

Vendredi 28/11/08 : Y. Auffray ( le microbiote intestinal, prébiotiqueset probiotiques)

Les micro-organismes constituent un ensemble important et diversifiéd’organismes microscopiques existant en tant que cellule seule ou en groupe.

a) Bactéries pourpres (pigment de la famille des caroténoîdes)

ex: Rhodospirillum rubrum

b) Cyanobactéries (premières formes à produire de l’oxygène)

c) Efflorescence de bactéries pourpres dans un lac

d) Photobacterium leignathi (cellules bioluminescentes en boîte de Pétri)

Les micro-organismes existent sur la terre depuis des milliards d’années

Microfossiles procaryotes dans des roches âgées de 3,45 milliards d’années.

La flèche indique des bactéries en bâtonnet attachés à des particules minérales

Stromatolites anciens et actuels

(tapis microbiens aux formes diverses)

a) 3,5 milliards d’années

b) 1,6 milliards d’années

c) actuels, en région tropicale

d) actuels, dans une source chaude du P.N. Yellowstone

(structures de 2 cm de haut)

e) actuels, en Australie

(structures de 0,5 à 1 m de diamètre)

Les micro-organismes et leur environnement naturel

Habitats microbiens en Antarctique

a) Carotte d’eau congelée de 8 cm de diamètre

b) Micro-organismes photosynthétiques observés au microscope à contraste de phase

c) Micro-organismes aérobies et anaérobies colonisant la surface d’un lac gelé toute l’année sur une épaisseur de 5 m environ

Cyanobactéries thermophiles d’une source chaude du parc national de Yellowstone (70/74°C)

a) Communauté microbienne dans les profondeurs d’un lac

b) Communauté microbienne dans des eaux d’assainissement après colorations spécifiques

Biofilms bactériens

a) coupe transversale d’un biofilm expérimental de Pseudomonas aeruginosa

b) biofilm naturel à la surface d’une feuille

c) biofim de bactéries ferro-

oxydantes sur la surface de roches riches en fer (les bactéries utilisent le Fe2+ abondant dans l’eau comme source d’énergie et l’oxydent en Fe3+

Biofims.

a) formation d’un biofilmbactérien

b) image en microscopie en fluorescence d’un biofilmformé sur un tube d’acier

Impact des micro-organismes sur les activités humaines

Taux de mortalité des 10 principales causes de décès au USA de 1900 à 2000

(maladies microbiennes en rouge et non microbiennes en vert)

Les micro-organismes et l’agriculture

Fixation de l’azote atmosphérique

Nodules racinaires du Soja se développant suite àl’infection par Bradyrhizobium japonicum

Effets de la nodulation sur la croissance des plantes.

Plants de soja inoculés par B. japonicum (à droite) et non inoculés (à gauche) dans un sol pauvre en azote.

Tumeur végétale sur une plante de tabac, provoquée par Agrobacterium tumefaciens(maladie du crown gall ou galle du collet).

Les micro-organismes et les aliments

Exemples d’aliments produits ou améliorés par des fermentations microbiennes

Les micro-organismes, l’énergie et l’environnement

Biodégradation du pétrole.

Dans ces réservoirs remplis d’hydrocarbures, se développent, à l’interface eau/hydrocarbure d’importantes quantités de micro-organismes qui vont oxyder celui-ci

Lixiviation de minerais à faible teneur en cuivre à l’aide de bactéries (Acidithiobacillusferrooxydans)

a) terril arrosé par une solution acide

b) récupération de l’eau acide très riche en cuivre dissous

c) procédé de précipitation du cuivre àl’aide de copeaux de fer

d) petits tas de cuivre métal récupérés

Biolixiviation de l’or.

Réservoirs contenant un mélange d’Acidithiobacillusferrooydans, Acidithiobacillus thiooxydans et Leptospirillumferrooxydans et de minérai formé de pyrite, d’arsenic et d’or.

Quel est lQuel est l’’avenir de la microbiologie!!?avenir de la microbiologie!!?• Recherches sur les nouvelles maladies infectieuses• Mise au point de nouveaux médicaments, de nouveaux vaccins• Recherche des liens pouvant exister entre maladies infectieuses et maladies

chroniques• Etudier les relations entre la résistance de l’hôte vis-à-vis de l’agent pathogène• Renforcer les connaissances sur l’utilisation industrielle des micro-organismes

dans les secteurs de l’alimentation, de l’environnement et de la santé• Poursuivre les recherches dans le domaine de la biodiversité microbienne• Mieux connaître les biofilms• Accroître le nombre de génomes bactériens séquencés et développer leur analyse• Mieux connaître les relations symbiotiques existant avec les organismes

« supérieurs »• Poursuivre les recherches fondamentales chez les micro-organismes• Evaluer au mieux les impacts >o et <o de ces recherches sur la société

a) Dessin du premier microscope utilisé par R. Hooke en 1664.

b) Dessin du premier micro-organisme observé par R. Hooke (moisissure colorée en bleu se développant à la surface du cuir. Les structures rondes (sporanges), contiennent les spores de la moisissure.

Le microscope de van Leeuwenhoek.

a) Photo d’une réplique

b) Dessins des premières bactéries publiés en 1684

c) Observation d’une goutte de sang humain (hématies clairement visibles).

Expériences de Pasteur (1864) utilisant les flacons à col de cygne.

a) stérilisation du contenu du flacon,

b) pas de croissance de « microbes » si le flacon est maintenu droit,

c) croissance de « microbes »contenus dans le col du flacon et contaminant le liquide stérile

Etablissement du lien entre agent pathogène et maladie (théorie des germes de R. Koch).

Quelques dates repères concernant la microbiologie.