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Simulation de la lumière naturelle pour l'écologie moléculaire

Le Prochlorococcus est l'un des principaux organismes procaryotes (dont le matériel génétique n'est pas inclus dans le noyau de la cellule) des écosystèmes océaniques. Cet organisme est difficile à mettre en culture, car la lumière solaire ne trouble que très peu la pénombre de ces environnements des grands fonds où réside le Prochlorococcus. Un système d'éclairage a été développé qui alterne automatiquement entre la lumière et la pénombre pour reproduire les conditions nécessaires à la croissance du Prochlorococcus.
Simulation de la lumière naturelle pour l'écologie moléculaire
Ces dernières années, les biologistes se sont appuyés sur la biologie marine (biologie moléculaire appliquée à l'océanographie) pour découvrir de nouveaux moyens permettant de résoudre certains problèmes écologiques clé. Les progrès réalisés permettent l'utilisation directe de sondes moléculaires sur des échantillons in situ afin d'évaluer la diversité génétique des espèces marines ou de déterminer leur état nutritionnel.

L'un de ces organismes marins récemment découverts, le Prochlorococcus se développe dans des zones pauvres en nutriments végétaux comme la Méditerranée et la Mer Rouge où il produit une large quantité d'oxygène dissous. C'est l'organisme le plus petit et le plus photosynthétique sur terre. On estime qu'il est en grande partie responsable de la production primaire de biomasse photosynthétique dans ces zones. Ceci peut être facilement déterminé et comptabilisé par les méthodes de cytométrie en flux. De plus, il est possible d'isoler et d'étudier en laboratoire des extraits de culture provenant de sites divers situés à des profondeurs variées. Pour toutes ces raisons, le Prochlorococcus est un modèle biologique extraordinaire pour les études écologiques.

L'exploitation des systèmes automatiques recréant artificiellement des conditions environnementales naturelles est une méthode largement reconnue et couramment mise en oeuvre pour étudier les espèces diverses et en particulier les micro-organismes unicellulaires. C'est dans le cadre de ce projet qu'un cycleur d'éclairage automatique a été conçu pour cultiver le micro-organisme Prochlorococcus. Le système se compose d'un double ensemble de néons à luminosité variable qui sont pilotés par ordinateur et produisent un éclairage uniforme qui alterne doucement de la lumière à la pénombre et vice versa. Cet éclairage reproduit assez efficacement les rayons solaires naturels avec des valeurs de crête atteignant presque 1000micro-mol quanta m{-2} s{-1}.

Les méthodes précédentes utilisaient des signaux carrés (aucune lumière/pleine lumière) pour étudier les caractéristiques biologiques (croissance, cycle cellulaire, photosynthèse, expression génique) du Prochlorococcus. Par rapport à ces dernières, ce nouveau dispositif est plus approprié et bien plus à même d'effectuer une culture de Prochlorococcus parfaitement synchronisée et au développement exponentiel. Ce système peut également être étendu et appliqué à tous les domaines de recherche et tous les secteurs industriels effectuant des études approfondies des organismes végétaux et animaux sur la base d'un rythme alterné, comme les horloges biologiques.
Numéro d'enregistrement: 80434 / Dernière mise à jour le: 2005-09-18
Domaine: Biologie, Médecine