Soutenance de thèse de Mohamad MAATOUK

L’évolution des outils technologiques en Microbiologie a permis d’identifier les membres d'un nouveau taxon, appelé Candidate Phyla Radiation (CPR). Les CPR sont omniprésents dans les différents écosystèmes. Par conséquent, la compréhension de leurs implications dans les divers processus liés à l'environnement et à la santé humaine est nécessaire. Ce travail de thèse vise à mieux caractériser les CPR selon différents axes : taxonomique, génomique et phénotypique. Les revues de littérature effectuées ont révélé l’abondance des CPR dans de nombreuses niches du microbiote humaine et leur adaptation dans des habitats complexes. L’étude taxonomique a présenté les CPR en cinquième TRUC (Things Resisting Uncompleted Classifications), un groupe unique et indépendant des bactéries. Ensuite, d’un point de vue génomique, les CPR ont montré un riche réservoir des gènes codants pour des enzymes ayant une activité conférant la résistance aux antibiotiques, ce qui en fait des acteurs actifs dans la compétition microbienne. Nous avons pu vérifier l’activité d’hydrolase de cinq protéines bêta-lactamase CPR in vitro contre différents substrats bêta-lactamines. Puis, nous avons montré in silico l’énorme diversité fonctionnelle des séquences protéiques CPR avec un domaine metallo-bêta-lactamase. Enfin, sur un plan phénotypique, nous avons adapté un protocole spécifique de co-culture des membres Saccharibacteria (TM7) avec leurs hôtes bactériens. Par conséquent, nous avons pu purifier et séquencer deux génomes complets des espèces TM7, nommées Candidatus Minimicrobia vallesae et Candidatus Minimicrobia naudis. Cette thèse constitue une avancée significative dans notre compréhension des CPR. Elle ouvre de nouvelles perspectives d'investigation, notamment dans l'exploration du métabolisme des CPR qui pourrait à terme permettre d'obtenir une culture axénique des Candidatus Saccharibacteria.

The recent evolution and technological advances in the field of Microbiology has led to the identification of a new taxon, called Candidate Phyla Radiation (CPR). Despite the scarcity of information available describing these organisms, CPR have been found to be abundant in a multitude of ecological ecosystems. Therefore, understanding their potential role in various processes related to the environment and human health is necessary. This thesis aims to provide a methodological approach to describe CPR using different analytic approaches: taxonomic, genomic, and phenotypic. A review of the literature revealed the abundance of CPR in many niches of the human microbiota. Several works describe their capacity for adaptation to complex habitats. The taxonomic study presented CPR as fifth TRUC (Things Resisting Uncompleted Classifications), a unique and independent group of microorganisms. Furthermore, from a genomic point of view, CPR showed a rich reservoir of enzymes encoding genes with antibiotic resistance activity, making them active players in the field of microbial competition. We were able to verify the presence of hydrolase activity in five CPR beta-lactamase proteins in vitro against different beta-lactam substrates. Then, we demonstrated, in silico, the huge functional diversity of CPR protein sequences possessing a metallo-beta-lactamase domain. Finally, on the phenotypic level, we adapted a specific protocol to co-culture Saccharibacteria members (TM7) with their bacterial hosts. As a result, we were able to purify and sequence two complete genomes of TM7 species, named Candidatus Minimicrobia vallesae and Candidatus Minimicrobia naudis. This thesis constitutes a significant advance in our understanding of CPR. It opens new investigation perspectives, in the exploration of the metabolic pathways of CPR which could potentially allow us to reach an axenic culture of Candidatus Saccharibacteria, allowing more precise and accurate investigations into this new form of life.