Etienne DECHAMPS - Faculté des Sciences

Titre de la thèse: "Uncovering the Chitinolytic Potential of the Emerging Genus  Motilimonas Through Integrated Experimental and Genomic Approaches"

Résumé de la thèse:

La chitine est l’un des biopolymères les plus abondants sur Terre et constitue un composant structural majeur des invertébrés marins, des parois cellulaires fongiques et des exosquelettes d’arthropodes. Dans les écosystèmes marins, elle représente un réservoir essentiel de carbone et d’azote et joue un rôle central dans les cycles biogéochimiques. Sa dégradation repose sur des enzymes spécialisées, principalement les chitinases et des protéines associées, qui hydrolysent les liaisons β-1,4-glycosidiques reliant les unités de N-acétylglucosamine (GlcNAc). Au-delà de son importance écologique, la dégradation de la chitine présente un fort potentiel biotechnologique, les chitinases étant utilisées en agriculture, en biocontrôle, dans la valorisation des déchets et pour la production de chitooligosaccharides. Bien que le métabolisme de la chitine ait été largement étudié chez des bactéries modèles telles que Vibrio et Serratia, les genres marins récemment décrits demeurent encore peu étudiés et pourraient abriter une diversité enzymatique encore peu explorée.

L’objectif de cette thèse était d’isoler et de caractériser de nouvelles bactéries marines capables de dégrader la chitine et d’explorer leur potentiel génomique et métabolique au moyen d’approches expérimentales et bioinformatiques. Une collection bactérienne a été constituée à partir d’éponges marines, d’eau de mer et de sédiments prélevés à Audreselles, France. Les isolats ont été criblés pour leur capacité à dégrader la chitine insoluble comme seule source de carbone et d’azote, ce qui a conduit à l’identification de Motilimonas sp. Spo1_1 comme dégradeur efficace de la chitine. Son activité chitinolytique a été caractérisée expérimentalement et un séquençage de son génome a été réalisé afin d’identifier les gènes impliqués dans la dégradation de la chitine. La phylogénie basée sur le « core » génome a soutenu l’existence probable d’une nouvelle espèce et permis de clarifier les relations évolutives au sein du genre. Une analyse génomique plus large a également apporté des informations sur les traits métaboliques, les systèmes de transport, les répertoires d’enzymes actives sur les glucides et les stratégies écologiques, suggérant un mode de vie modérément copiotrophe. Dans l’ensemble, ce travail combine microbiologie expérimentale, séquençage de génomes, génomique comparative et analyses phylogénétiques afin d’approfondir la compréhension de la dégradation de la chitine chez le genre bactérien Motilimonas. Il met en évidence ce genre comme une source prometteuse et encore peu explorée d’enzymes chitinolytiques et contribue à une meilleure compréhension du rôle des microorganismes dans le recyclage de la chitine en milieu marin.