Assas Recherche | Caractérisation de l'influence des radiations spatiales et des saumures complexes sur la préservation de l'enveloppe cellulaire de Halobacterium salinarum en tant que biosignature de la vie ancienne

Caractérisation de l'influence des radiations spatiales et des saumures complexes sur la préservation de l'enveloppe cellulaire de Halobacterium salinarum en tant que biosignature de la vie ancienne (Document en Anglais)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 29/07/2025 (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Bourmancé Lucas

Bourmancé, Lucas

Nom

Bourmancé

Prénom

Lucas

Nationalité

Français

Date de soutenance : 29-01-2025

Directeur(s) de thèse : Kish Adrienne

Kish, Adrienne

Nom

Kish

Prénom

Adrienne

Etablissement de soutenance : Paris, Muséum national d'histoire naturelle

Paris, Muséum national d'histoire naturelle

Nom

Paris, Muséum national d'histoire naturelle

Laboratoire : Molécules de communication et adaptation des microorganismes (Paris ; 2011-....)

Molécules de communication et adaptation des microorganismes (Paris ; 2011-....)

Nom

Molécules de communication et adaptation des microorganismes (Paris ; 2011-....)

Ecole doctorale : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)

École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)

Nom

École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)

Informations générales

Discipline : Biochimie et biologie moléculaire
Classification : Sciences de la vie, biologie, biochimie

Mots-clés libres : Biosignature, Chaotrope, Photochimie, Saumures, Halophiles, Radiations spatiales
Mots-clés :

Halobacterium
Microorganismes halophiles

Résumé : Les environnements hypersalins, omniprésents dans le système solaire (Terre, Mars, Encelade, Europe), possèdent des propriétés uniques de préservation. Ces environnements, sous l'effet de l'évaporation, favorisent la formation d'évaporites et de cristaux d'halite (NaCl). Des cellules d'archées halophiles telles que Halobacterium ont été isolées et préservées dans des inclusions fluides de cristaux d'halite terrestre. Ces inclusions pourraient ainsi constituer des réservoirs pour des biosignatures anciennes. L'enveloppe cellulaire des haloarchées représente une cible prometteuse en tant que biosignature grâce à la conservation des lipides. Bien que plus fragiles, les protéines membranaires sont également d'intérêt, en raison de leur localisation dans la membrane lipidique et de l'environnement protecteur que pourraient offrir les saumures. Ces potentielles biosignatures haloarchéennes sont aussi d'un grand intérêt exobiologique, car des traces de vie pourraient être préservées dans les cristaux d'halite anciens trouvés sur Terre et potentiellement dans ceux identifiés sur Mars, si la vie y a existé. De plus, les cristaux de sel pourraient protéger les biosignatures des radiations en agissant tels des boucliers.Ce projet a pour but de comprendre comment les fragments d'enveloppe cellulaire de Hbt. salinarum, produits par lyse cellulaire, réagissent à différentes compositions d'inclusions fluides et à une irradiation UV (>185 nm) à l'aide d'un simulateur solaire. Les compositions des inclusions fluides utilisées dans cette étude ont été sélectionnées pour simuler les environnements de la Terre primitive, la Terre moderne et Mars. Les environnements hypersalins sont rarement compatibles avec les méthodes biochimiques traditionnelles. C'est pourquoi diverses techniques ont été optimisées, incluant l'extraction des enveloppes cellulaires et des protéines membranaires, l'exposition aux UV et le développement de méthodes adaptées à l'analyse structurale des protéines. Les effets chaotropiques et kosmotropiques des saumures sur la stabilité des protéines et des lipides de l'enveloppe cellulaire ont été évalués à l'aide de la nano-Differential Scanning Fluorometry (nano-DSF), de la Differential Scanning Calorimetry (DSC) et de l'Analytical Ultracentrifugation (AUC). Une approche de spectrométrie de masse label-free a permis d'évaluer les modifications chimiques des protéines membranaires (Orbitrap nano-LCMS/MS) et des lipides (GC-MS) après exposition aux différents traitements de saumure et de radiation. De plus, la photochimie des saumures elles-mêmes ont été étudiées via la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) à l'aide d'une sonde fluorescente. Enfin, l'impact des radiations cosmiques sur la préservation de l'enveloppe cellulaire a été évalué à l'aide d'un accélérateur de protons et d'un spectromètre RAMAN, in-situ et ex-situ, utilisant les caroténoïdes comme biomarqueurs.Les résultats montrent que certaines compositions ioniques de saumure favorisent la préservation des biosignatures des enveloppes cellulaires contre l'irradiation UV, grâce à une interaction entre photochimie et effets chaotropiques. Cette étude illustre la complexité de la préservation des biosignatures dans les saumures et souligne la nécessité d'une approche au cas par cas, chaque saumure ayant des propriétés distinctes nécessitant une analyse spécifique. Ces futures investigations seront essentielles pour identifier les sites présentant le plus grand potentiel de préservation des biomolécules. De plus, ce travail a permis de développer de nouvelles méthodes compatibles avec les environnements hypersalins, nécessaires pour les études analogues sur Terre et pour l'analyse future d'échantillons ramenés de l'espace. Enfin, les résultats de ces expériences terrestres serviront de point de comparaison pour la mission Exocube, au cours de laquelle des échantillons d'enveloppes cellulaires seront exposés à l'extérieur de la Station Spatiale Internationale.

Informations techniques

Type de contenu : Text, Image
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2025MNHN0001
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive