McGill University
Candidat M.Sc.
superviseur(e): Lyle Whyte
Début: 2023-09-01
Fin: 2025-08-15
Page personnelle

Projet

Trace gas oxidation genes and metabolism in bacterial communities from a high Arctic mineral cryosol over 13 years
Les gaz en traces, dont le monoxyde de carbone, l’hydrogène et le méthane, ont été découverts récemment comme étant des substrats importants pour la croissance microbienne dans les environnements extrêmes. Certaines bactéries de l’Antarctique et des déserts tropicaux peuvent agir comme chimioautotrophes en utilisant l’énergie obtenue par l’oxydation de ces gaz pour fixer le carbone. Les bactéries consommant les gaz en traces pourraient être des productrices primaires importantes dans les sols des déserts polaires et pourraient contribuer au cyclage des nutriments et des gaz à effet de serre. Cependant, la manière dont le changement climatique affectera leur abondance ou leur activité demeure inconnue. Notre étude cherchait à déterminer comment la consommation microbienne des gaz en traces par les bactéries a évolué au fil du temps. Nous avons comparé des métagénomes provenant des cryosols minéraux de l'Extrême-Arctique obtenus en 2011 sur l'île d'Axel Heiberg, Nunavut, aux métagénomes échantillonnés à partir du même site pendant l'été de 2024. En utilisant des méthodes indépendantes de la culture, nous avons découvert que les abondances relatives des marqueurs génétiques impliqués dans l’oxydation des gaz en traces ainsi que des phylums connus pour y participer étaient associées négativement à l’humidité du sol, qui a changé significativement selon la profondeur au cours de 13 ans. Les expériences in situ sur les flux de gaz du sol ont démontré que ces cryosols minéraux agissaient comme des puits pour le méthane et l'hydrogène atmosphériques, et non pour le monoxyde de carbone, malgré la détection de transcrits génétiques des monoxyde de carbone déshydrogénases. Nous avons également obtenu des génomes assemblés de métagénome (MAGs) de la classe candidate Ca. Dormibacteria, et plusieurs autres MAGs qui codent la capacité d’oxyder les gaz en traces et de respirer anaérobiquement, faisant de ces organismes des candidats intéressants pour les études en astrobiologie et sur les extrêmophiles. Nos résultats dévoilent la flexibilité métabolique des bactéries consommant les gaz en traces et indiquent que l’abondance relative de certaines de ces bactéries arctiques pourrait être altérée par des changements en humidité du sol menés par le climat.

Mots-clés

microbiology, Arctic, Methane, Bacteria