Soutenance de thèse de LISA TANET

La bioluminescence, la production de lumière par des organismes vivants, est un phénomène fascinant, en particulier chez les bactéries qui l’émettent de façon continue. Pour ce projet interdisciplinaire, ces travaux de thèse ont mêlé recherche fondamentale et appliquée, et se sont articulés autour de la problématique suivante : la bioluminescence bactérienne peut-elle être mise au service d’un modèle d’habitat durable ? Peut-on intégrer cette lumière naturelle dans notre quotidien, en extérieur comme un intérieur, à travers l’usage d’éléments bioluminescents ? L’ensemble des expérimentations effectuées au cours de cette thèse ont été réalisées sur la souche Photobacterium phosphoreum ANT-2200. Ce manuscrit se compose (i) d’un premier chapitre introductif sur le phénomène de bioluminescence, intégrant notamment une synthèse bibliographique sur l’importance écologique des bactéries bioluminescentes dans le milieu marin ; (ii) d’un second chapitre montrant que les gènes impliqués dans la bioluminescence ne sont pas, chez P. photobacterium ANT 2200, régulés par le quorum sensing ; (iii) d’un troisième chapitre se focalisant sur les effets de l’oxygène sur la physiologie de la souche modèle. Ces expérimentations, menées en plateforme de culture semi-automatisée, montrent que la souche continue de produire de la lumière dans des circonstances où le coût métabolique semble très élevé, démontrant ainsi l’importance de la bioluminescence dans le métabolisme de la souche. De plus, la bioluminescence ne semble pas pour autant avoir un rôle dans la lutte contre le stress oxydant ; et (iv) d’un quatrième chapitre regroupant les informations relatives à une application de la bioluminescence bactérienne et les prototypes développés au cours de cette thèse. Dans ce dernier chapitre, les avantages, ainsi que les limites actuelles, de l’utilisation de la bioluminescence comme source d’éclairage sont énoncés. Les résultats obtenus au cours de ces trois années ont mis en avant des premiers éléments de réponse et ont permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur la souche utilisée, et sur les bactéries bioluminescentes d’une façon générale. Ces travaux visent à être poursuivis et approfondis par d’autres recherches, davantage encore axées vers un objectif pratique et appliqué de la bioluminescence.

Bioluminescence, the emission of light by living organisms, is a fascinating phenomenon, especially in bacteria that emit it continuously. For this interdisciplinary project, this thesis work mixed fundamental and applied research, and was structured around the following problem: can bacterial bioluminescence be used at the service of a sustainable-habitat model? Can we integrate this natural light into our daily lives, both outdoors and indoors, through the use of bioluminescent elements? All the experiments carried out during this study were performed on the Photobacterium phosphoreum ANT-2200 strain. This manuscript is composed of (i) a first introductory chapter on the bioluminescence phenomenon, including a bibliographical synthesis on the ecological importance of bioluminescent bacteria in the marine environment; (ii) a second chapter showing that the genes involved in bioluminescence are not, in P. photobacterium ANT-2200, under quorum sensing control; (iii) a third chapter focusing on the effects of oxygen on the physiology of the model strain through the use of an semi-automated culture platform allowing controlled and regulated conditions. These experiments show that, although the strain continues to produce light in circumstances where the metabolic cost appears to be very high, thus demonstrating the importance of bioluminescence in the metabolism of the strain; and (iv) a fourth chapter gathering information relating to an application of bacterial bioluminescence and the prototypes developed during this thesis. In this last chapter, the advantages, as well as the current limitations, of the use of bioluminescence as a source of illumination are stated. The results obtained during these three years have highlighted initial elements of response and have led to new knowledge on the used strain, and on bioluminescent bacteria in general. This work is intended to be continued and deepened by further research, even more focused on the practical and applied objective of bioluminescence.