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Thèse de doctorat 2009/2012
Ecole doctorale Gay Lussac de l’Université de La Rochelle
Formation d’origine :
Master Recherche Bioproduction des écosystèmes marins à l’Université de Nantes , 2008-2009

(2009/2012).
Etude de l’iridescence d’une bactérie marine : caractérisation microbiologique, physico-optique et écologique

Mots clés : Cellulophaga lytica, iridescence, couleur structurale, irisation, nanostructures, biomimetique, bactérie marine, Bacteroidetes, gliding
Directeur de thèse :
Sylvain LAMARE, Université de La Rochelle, LIENSs UMR 7266
Eric ROSENFELD, Université de La Rochelle, LIENSs UMR 7266
Responsables scientifiques :
Eric ROSENFELD, Université de La Rochelle, LIENSs UMR 7266
Financement : Allocation du Ministère de l’Education Nationale, de la Recherche et de la Technologie (MENRT)



Etude de l’iridescence d’une bactérie marine : caractérisation microbiologique, physico-optique et écologique
Iridescence of a marine bacterium : microbiological, physical and ecological proprieties
L’iridescence est une couleur physique où des structures périodiques nanoscopiques sont responsables d’interférences avec la lumière. Il en résulte une coloration variable et très intense. Les exemples communs sont les bulles de savons, certains papillons et oiseaux (paon). Pour la première fois, ce phénomène a été observé sur les colonies d’une bactérie marine. Une iridescence verte intense est visible en illumination directe.
Les analyses effectuées correspondent à la caractérisation microbiologique, physico-optique et écologique du phénomène. L’illustration des colorations intenses et les données optiques ont permis de déterminer l’originalité de l’iridescence de Cellulophaga lytica. Une classification des différentes iridescences bactériennes a également été proposée. Les facteurs de cultures qui modulent l’iridescence sont testés, en particulier la conservation du phénomène en conditions environnementales. Un lien entre la mobilité gliding et l’iridescence est en cours d’étude.
Des rôles biologiques de l’iridescence sont présents pour certains organismes supérieurs tels la thermorégulation, la photoprotection, des propriétés antifouling et anti-dessiccation. Les fonctions biologiques associées à l’iridescence de la souche marine sont en cours d’investigation.
Les applications correspondent au domaine de la biomimétique pour la conception en exemple de tissu, peinture, cosmétique fonctionnalisés.
Iridescence is a property of structural color that is occasionally encountered in higher eukaryotes but that has been poorly documented in the prokaryotic kingdom. The structures responsible of iridescence colors interact with incident light to create preferential scattering of specific spectral colors which can generate the most intense and often functionally targeted optical effects. Structures are spatially arranged with very periodic geometry of nanometric size. The color appearance is often strongly angle dependent character.
In my PhD, I have isolated an iridescent marine baterium, Cellulophaga lytica. The bright green coloration is observed under direct illumination. Comparison with different strains previously mentionned as iridescent permitted to propose the first classification of iridescence within the prokaryote kingdom. Specific apparatus and adapted analyses were designed to explore the uniqueness of this bacterial iridescence. Physical, microbiological and ecological characteristics of the iridescence are under investigation.
Applications could lead to biomimetic of iridescent structures with biological functions.
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Collaborations :
  • Dr Hélène Agogué, équipe DYPHEA, LIENSs
  • Dr Fabien Joux, Laboratoire ARAGO, Observatoire de Banyuls-sur-mer, station biologique de l’UPMC (66).
  • Dr Tâm Mignot, Laboratoire de chimie bactérienne CNRS-UMR 7283, Marseille (13).
  • Dr Tristan Renault, IFREMER de la Tremblade (17).
  • Pr Peter Vukusic, School of physics, Université d’Exeter (Angleterre).
  • Dr Daniel Sellos et Mme Annie Péron, Station de biologie marine du Muséum d’histoire naturelle, Marinarium de Concarneau (29).
  • Dr Yvan Martin, Institut océanographique Paul Ricard, Ile des embiez (83).

Publications :

  • Kientz B, P Marié, and E Rosenfeld. Accepté pour publication en Mai 2012. Effect of abiotic factors on the unique glitter-like iridescence of Cellulophaga lytica. FEMS Microbiology Letters.

  • Kientz B, P Vukusic, S Luke and E Rosenfeld. 2012. Iridescence of a marine bacterium and classification of prokaryotic structural colours. Applied and environmental microbiology. 78 (7) : 2092-2099. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22267664