Trinetra Mukherjee, microbiologiste, travaille sur les microbes vivant dans des conditions extrêmes

Dr Trinetra Mukherjee est une microbiologiste qui travaille sur les micro-organismes vivant dans des environnements extrêmes au sein du laboratoire BEEP de l’Université de Bretagne Occidentale. Son projet « PIEZOPRO » a débuté en janvier dernier.

[Equipe BIENVENÜE]Bonjour Trinetra, comment avez-vous commencé à vous intéresser à votre domaine de recherche ?

[Dr Trinetra Mukherjee] J’ai fait mon master et mon doctorat en microbiologie et je me suis intéressée aux extrêmophiles. Il s’agit de micro-organismes qui vivent confortablement dans des conditions que nous, les humains, considérons comme extrêmes, telles que les hautes températures et les hautes pressions. Par exemple, pour nous il est difficile de vivre à 50 ou 60°C, mais eux apprécient vivre à des températures et des pressions plus élevées telles que 80 ou 90° !

Mon objectif de carrière est de travailler sur la caractérisation physiologique des microorganismes extrêmophiles et sur le développement de produits dérivés qui pourraient avoir un certain potentiel environnemental, industriel et biotechnologique. Au cours de mon Master et de mon Doctorat, j’ai travaillé sur les organismes thermophiles, c’est-à-dire les organismes qui se développent à des températures élevées, isolés des sources chaudes de l’Inde. Je me suis concentrée sur les bactéries thermophiles ayant des caractéristiques favorisant la croissance des plantes, les producteurs de caroténoïdes et les producteurs d’enzymes thermostables.

Sur quels sujets allez-vous enquêter au cours du projet PIEZOPRO ?

Je veux maintenant élargir mes compétences et travailler sur d’autres extrêmophiles. L’environnement marin est un milieu très particulier. Il y a des endroits où la mer est très froide, avec peu d’oxygène, beaucoup de de sel et une très forte pression. De même, il y a les cheminées hydrothermales, des régions des profondeurs marines où de l’eau sans oxygène, chaude et chimiquement riche est libérée dans les océans froids environnants par des fissures dans le fond marin, similaire à des volcans sous-marins. Je m’intéresse particulièrement aux microbes qui vivent dans des conditions de pression hydrostatique élevée dans les cheminées hydrothermales des grands fonds marins, les « piézophiles ».

Comment survivent-ils dans de telles conditions ?

Le projet utilise le microorganisme Thermococcus barophilus comme modèle piézophile. Je vais me concentrer sur un aspect important, à savoir comment cet organisme acquiert les acides aminés nécessaires à sa survie à haute pression. Les acides aminés sont un élément clé en biologie, car ils jouent un rôle important dans les processus biologiques cellulaires tels que le métabolisme. Les chercheurs ont constaté que chez Thermococcus barophilus, la haute pression réprime de nombreuses voies de biosynthèse, de production des acides aminés. Cela devrait donc réduire les chances de survie, à moins que le microorganisme ne développe un mécanisme pour combler cette carence en acides aminés. Je veux comprendre quelles enzymes (protéases) peuvent être utiles pour acquérir les acides aminés nécessaires à la survie dans ces conditions. Je travaillerai à l’interface de la microbiologie, de la génétique, des omiques et de la bio-informatique pour étudier ce phénomène. Cela devrait nous aider à comprendre un aspect important de la survie des piézophiles. C’est l’aspect fondamental de mon projet de recherche.

PIEZOPRO a également un aspect appliqué.

Le processus que j’étudie pourrait être très intéressant pour des industries telles que le papier, le textile, l’industrie pharmaceutique, etc. L’industrie a besoin d’enzymes capables d’effectuer plusieurs processus dans des conditions plus difficiles, par exemple à des pressions et des températures élevées. Les enzymes produites dans des conditions « normales », non adaptées ou tolérantes à la chaleur ou à la pression, ne sont pas stables et peuvent être dégradées au cours du processus. Si nous utilisons des enzymes provenant d’extrêmophiles, il y a plus de chances qu’elles soient plus stables face à la chaleur ou à la pression. C’est ainsi que mon projet contribue à la stratégie régionale pour le développement des biotechnologies marines.

Prévoyez-vous des collaborations en dehors de votre laboratoire ?

Oui, je vais visiter le laboratoire ELMA à Grenoble pour utiliser leurs instruments de haute technologie pendant environ 4 mois. En particulier, je vais purifier les enzymes, c’est-à-dire les isoler des extraits cellulaires bruts contenant de nombreux autres composants indésirables, et je vais également les caractériser et étudier leur structure, leur cinétique et leur stabilité. Je bénéficie d’une collaboration de longue date entre le laboratoire BEEP et celui d’ELMA. Il s’agit d’un centre de recherche internationalement reconnu dans ce domaine, qui a exploré la dynamique des protéines pour étudier des phénomènes biologiques tels que l’adaptation des molécules à des environnements extrêmes.

C’est votre premier poste de longue durée à l’étranger, après une année à l’Université de la Ruhr de Bochum (Allemagne). Pourquoi avez-vous choisi de venir en Bretagne ?

Comme j’ai déjà pu l’expliquer, je cherchais à élargir mes compétences en matière d’extrêmophiles et je voulais travailler sur les extrêmophiles des cheminées d’eau profonde. Mon actuel directeur de thèse, Mohamed Jebbar, est l’un des meilleurs scientifiques dans ce domaine et je l’ai donc contacté. J’étais également à la recherche de bourses du MSCA, et c’est ainsi que BIENVENÜE a été l’occasion. J’en ai entendu parler par le site internet de l’ISBlue, une graduate school spécialisée dans les sciences et technologies marines.

Je tiens à ajouter que l’emplacement de mon laboratoire à Plouzané, près de l’océan, est vraiment agréable. C’est assez motivant de voir la mer tous les jours, surtout quand on travaille sur ce qui se passe dans ses profondeurs.

Avez-vous une recommandation à faire à ceux qui veulent en savoir plus sur vos recherches ?

Si vous êtes intéressé par les piézophiles, je vous recommande les vidéos suivantes de mon superviseur : une introduction aux écosystèmes des grands fonds (en anglais), une autre vidéo sur les piézophiles (en français). Le site internet Astrobioeducation (en français) est également une bonne ressource pour en savoir plus.

Les lecteurs qui sont intéressés par mes travaux de recherche en général sur les extrêmophiles peuvent également suivre mon site internet.

Merci Trinetra !