THESE Anne POSTEC Diversité de populations microbiennes ...

Matériel et méthodes
la cuve est ainsi maintenu constant. Cette technique offre, dans un but de production, une
efficacité nettement supérieure aux techniques de culture pré-citées.
Dans le cas de la culture en continu d’une souche pure à l’état stationnaire, le taux de
croissance des microorganismes compense la dilution induite par l’apport de milieu. Cette
dilution est quantifiée par le "taux de dilution" noté D exprimé en h -1 et se calcule :
D = V / Q où - V est le volume du fermenteur (exprimé en L),
- Q est le débit d’alimentation et de soutirage (exprimé en L. h -1 ).
L’inverse du taux de dilution est le temps de résidence (en h) qui est le temps qu’un
microorganisme passe en moyenne dans un fermenteur avant d’être lessivé.
Au cours de la culture de thermophiles, les températures élevées provoquent des
réactions chimiques au sein des milieux de culture. Les nutriments peuvent réagir de façon
abiotique. Certains acides aminés libres sont thermolabiles (glutamine, cystéine, asparagine,
sérine, thréonine, tryptophane). Les sucres et les amines à température élevée, en particulier
pour des pH neutres ou alcalins, peuvent réagir suivant des réactions de Maillard pour
donner des produits bruns. Ces produits peuvent être inhibiteurs, et la carence en acides
aminés et /ou en sucres peut limiter la croissance microbienne. Une température de culture
élevée s’accompagne généralement d’une diminution de la viscosité, d’une augmentation de
la solubilité des composés organiques et des polymères, et d’une diminution de la solubilité
des gaz.
La culture des microorganismes (hyper-)thermophiles a nécessité la mise au point de
nouveaux outils de fermentation, ou du moins la modification d’outils existant afin de
répondre aux exigences liées au travail à haute température. Les milieux à base d’eau de
mer et contenant du soufre sont particulièrement corrosifs. Des fermenteurs classiques ont
été modifiés et utilisés pour réaliser des cultures à haute température en milieu corrosif :
- le fermenteur protégé par émail ("enamel-protected fermentor") utilisé entre autre pour
cultiver Thermotoga maritima (Huber et al. 1986) ainsi que 'Nanoarchaeum equitans' et son
hôte du genre Ignicoccus (Huber et al. 2002) (équipe du Pr Stetter, Allemagne) ;
- fermenteur en INCOLOY ® , alliage constitué d’inox spécial riche en titane, particulièrement
résistant à la chaleur (LM2E - IFREMER Brest) : il a permis la production de biomasse de
différentes Thermococcales destinée à la recherche d’ADN polymérases thermostables
(Cambon-Bonavita et al. 2000, Quérellou 1999) ;
- fermenteur en verre équipé d’une platine en INCOLOY ® et associé à un balayage gazeux
(Chemap, B-Brown Scientific) (LM2E - IFREMER Brest) : il a servi à cultiver des membres
des Thermococcales pour l’optimisation de la production de différentes enzymes (Gantelet &
Duchiron 1998, Gantelet et al. 1998, Legin et al. 1998), ainsi qu’à la culture en continu et
l’étude de la physiologie de Pyrococcus abyssi ST549 (Godfroy et al. 2000).
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