Seascales — Etudier l’adaptation à la température par les variants protéiques de protistes cosmopolites du plancton

Le plancton joue un rôle central dans la biogéochimie océanique, influençant les flux de carbone et les niveaux de CO2 atmosphérique. Mais les modèles biogéochimiques actuels négligent les mécanismes moléculaires d'adaptation des espèces, limitant notre compréhension de leurs réponses au changement climatique. Ce projet, Seascales, explore au niveau génétique l'adaptation à la température de protistes cosmopolites du plancton par des variants protéiques. Seascales combine une analyse métagénomique à grande échelle avec des tests biochimiques à haut débit, des mesures et modélisations métaboliques, ainsi que des expériences sur un organisme modèle, Bathycoccus. Après détection et comparaisons de séquences de variants protéiques issus de populations de lignées eucaryotes cosmopolites, nous cherchons à identifier des signatures putatives d'adaptation à la température. Nous construirons in vitro une collection de 400 variants psychrophiles et mésophiles d’enzymes recombinantes. La moitié de ces variants protéiques sont issus de cultures de souches psychrophiles et mésophyles de B. prasinos, l’autre moitié de génomes environnementaux (400 au total) que nous allons comparer en biochimie en mesurant les caractéristiques enzymatiques et la température de dénaturation. Nous exploitons des données métabolomiques de Bathycoccus, à la fois par construction in silico de modèles, et in vitro à partir des cultures. En parallèle, nous utiliserons notre savoir-faire en génie génétique sur Bathycoccus (échanges de gènes) pour explorer les effets physiologiques et métabolomiques des variants enzymatiques. Nous visons des enzymes clés des cycles biogéochimiques pour lesquelles nous pouvons obtenir des protéines purifiées et effectuer des tests biochimiques. Nous disposons des données préalables, méthodes et de l'expertise nécessaires, ainsi que de résultats préliminaires de toutes les principales méthodes. Notre projet comblera le fossé entre la génomique et les observations passées de la plasticité fonctionnelle des communautés, élargissant ainsi notre compréhension de l'influence de la température sur le plancton. Les résultats seront cruciaux pour comprendre la vulnérabilité du plancton au changement climatique et offriront des informations sur les facteurs génétiques affectant la stabilité et l'efficacité des enzymes.