Biological processes are so complicated that to understand the mechanisms underlying the functioning of biomolecules it is inevitable to study them from various perspectives and with a wide range of tools. Understanding the function at the molecular level obviously requires the knowledge of the three dimensional structure of the biomolecules. Experimentally this can be obtained by techniques such as X‐ray crystallography and NMR studies. Computational biology has also played an important role in elucidating the structure function relationship in biomolecules. Computationally one can obtain the temporal as well as ensemble behavior of biomolecules at atomic level under conditions that are experimentally not accessible. Molecular dynamics(MD) study is a technique that can be used to obtain information of the dynamic behavior of the biomolecules. Dynamics of large systems like proteins can be investigated by classical force fields. However, the changes at the level of covalent bond involve the reorganization of electron density distribution which can be addressed only at Quantum mechanical level. In the present thesis, some of the biological systems have been characterized both at the classical and quantum mechanical level. The systems investigated by MD simulations and the insights brought from these studies are presented in Chapters 3 and 4. The unusual bonds such as pyrophosphate linkage in ATP and short strong hydrogen bonds in proteins, investigated through high level quantum chemical methods, are presented in Chapters 5, 6 and 7. Part of this thesis is aimed to address some important issues related to the dynamics of Tryptophanyl tRNA synthetase (TrpRS) which belongs to classic of aminoacyl‐tRNA synthetases (aaRS). aaRSs are extremely important class of enzymes involved in the translation of genetic code. These enzymes catalyze the aminoacylation of tRNAs to relate the cognate amino acids to the anticodon trinucleotide sequences. aaRSs are modular enzymes with distinct domains on which extensive kinetic and mutational experiments as well as structural analyses have been carried out, highlighting the role of inter‐domain communication (Alexander and Schimmel, 2001). The overall architecture of tRNA synthetases consists of primarily two domains. The active site domain is responsible for the activation of an amino acid with ATP in synthesizing an enzyme‐bound aminoacyl‐adenylate, and transfer of the aminoacyl‐adenylate intermediate to the 3’end of tRNA. The second domain is responsible for selection and binding of the cognate tRNA. aaRSs are allosteric proteins in which the binding of tRNA at the anticodon domain influences the activity at the catalytic region. These two binding sites are separated by a large distance. One of the aims of this thesis is to characterize such long distance communication (allosteric communication) at atomic level in Tryptophanyl tRNA synthetase. This is achieved by generating ensembles of conformations by MD simulations and analyzing the trajectories by novel graph theoretic approach. Graph and network based approaches are well established in the field of protein structure analysis for analyzing protein structure, stability and function (Kannan and Vishveshwara, 1999; Brinda and Vishveshwara, 2005). The parameters such as clusters, hubs and shortest paths provide valuable information on the structure and dynamics of the proteins. In this thesis, network parameters are used for the analysis of molecular dynamics MD) simulation data, to represent the global dynamic behavior of protein in a more elegant way. MD simulations are performed on some available (and modeled) structures of TrpRS bound to a variety of ligands, and the protein structure networks( PSN) of non‐covalent interactions are characterized in dynamical equilibrium. The ligand induced conformational changes are investigated through structure networks. These networks are used to understand the mode of communication between the anticodon domain and the active site. The interface dynamics is crucial for the function of TrpRS (since it is a functional dimer) and it is investigated through interface clusters. The matter embodied in the thesis is presented as 9 chapters. Chapter 1 lays the suitable background and foundation for the study, surveying relevant literature from different fields .Chapter 2 describes in detail the various materials, methods and techniques employed in the different analyses and studies presented in this thesis. A brief description of well‐known methods of molecular dynamics simulations, essential dynamics calculations, cross correlation maps, conformational clustering etc.is presented. The methods for constructing protein structure graphs and networks, developed in our lab, are described in detail. The use of network parameters for the analysis of MD simulation data to address the problem of communication between the two distal sites is also presented. Some descriptions of the ab initio quantum mechanical methods, which are used to investigate the unusual bonds in biomolecules, are also presented in this chapter. Chapter 3 is devoted in discussing the results from several normal as well as high temperature MD simulations of ligand‐free and ligand bound Bacillus stearothermophilus Tryptophanyl‐tRNA synthetase (bsTrpRS). The essential modes of the protein in the presence of different ligands are captured by essential dynamics calculations. Different conformations of the protein associated with the catalysis process of TrpRS, as captured through experiments, are discussed in the context of conformational sampling. High temperature simulations are carried out to explore the larger conformational space. Chapter 4 is focused on the results obtained from the MD simulation of human Tryptophanyl‐tRNA synthetase (hTrpRS). The structure of human TrpRS bound to the activated ligand (TrpAMP) and the cognate tRNA(tRNATRP) is modeled since no structure in the presence of both TrpAMP and tRNATRP is available. MD simulations on these modeled as well as other complexes of hTrpRS are performed to capture the dynamical process of ligand induced conformational changes (Hansiaetal., communicated). Both the local and the global changes in the protein conformation from the protein structure network (PSN) of MD snapshots are analyzed. Several important information such as the ligand induced correlation between different residues of the protein, asymmetric binding of the ligands to the two subunits of the protein, and the path of communication between the anticodon region and the aminoacylation site are obtained. Also, the role of the dimmer interface, from a dynamic perspective, is obtained for the first time. The interface dynamics which stabilize different quaternary structures of lectins (with high sequence and structure similarity) were investigated in a collaborative work (Hansiaetal.,2007). The lectin peanut agglutinin (PNA) is a tetramer with three different types of interfaces. The interface dynamics of this protein in the presence and in the absence of metal ions was investigated and the paper reporting the results from this study is included as appendix in this thesis. Chapter 5 deals with high level ab initio quantum chemical calculations on tri‐ and diphosphate fragments of adenosine triphosphate (ATP). Pyrophosphate prototypes such as methyl triphosphate and methyl diphosphate molecules in their different protonation states have been investigated at high levels of calculations (Hansiaetal., 2006a). The optimized geometries, the thermochemistry of the hydrolysis and the molecular orbitals contributing to the high energy of these compounds have been analyzed. These investigations provide insights into the‘‘highenergy’’character of ATP molecule. Further, the dependence of vibrational frequencies on the number of phosphate groups and the charged states has also been presented. These results aid in the interpretation of spectra obtained by experiments on complexes containing pyrophosphate prototypes. Hydrogen bonding is fundamental in understanding the structure and properties of molecules of biological interest including proteins. A recent analysis carried out in our lab showed that a significant number of short hydrogen bonds (SHB) are present in proteins (Rajagopal and Vishveshwara, 2005). Chapters 6 and 7 elucidate the results obtained from ab initio quantum chemical calculations on some of these SHBs to get aquantitative estimation of their geometry and strength. In chapter 6, asystematic analysis of the geometries and the energetics of possible SHB systems, which are frequently encountered in proteins, are presented at different levels of theory (HF,DFTandMP2). It is found that the SHBs involving both charged residues in the proteins are intrinsic in nature. However, two neutral residues form a SHB in the protein crystal structures either due to geometric constraints or due to the environment of these residues. This analysis enables one to distinguish SHBs which are formed because of geometric constraints from those which are formed because of the inherent property of the chemical groups involved in the hydrogen bonding. These results are useful in refining protein structures determined by crystallographic or NMR methods. In addition, sulfur atom of methionine and cysteinein proteins also participate in SHBs, which are not so well characterized. Chapter 7 presents the similar analysis carried out on short hydrogen bonds in proteins involving sulfur atom. A detailed analysis of SHBs of sulfur containing groups in a data set of proteins has been carried out. Some of the residue pairs from this analysis were considered for ab initio calculations. However, the optimization of these examples resulted in breaking of the hydrogen bonds involving sulfur atoms and formation of new hydrogen bonds with oxygen and/or nitrogen atoms. Hence model systems, which mimic the real examples, were designed to carry out ab initio studies and to investigate the short hydrogen bonds involving sulfur atoms. Another study on the protein‐water interaction, which does not fall under the realm of the main objective of the thesis, is discussed in Chapter 8. Protein–water interaction is crucial for accomplishing many biological functions of proteins. In the recent past, natural probe tryptophan, located at the protein surfaces, has been extensively investigated using femtosecond spectroscopy experiments to understand salvation dynamics (Peonetal.,2002). In this chapter a method is described to follow up the molecular events of the protein–water interactions in detail. Tryptophan–water interaction in the protein Monellin is investigated in order to get the atomic level insights into the hydration dynamics, by carrying out MD simulations on Monellin (Hansiaetal.,2006b). The results are compared with those obtained from femtosecond resolved fluorescence spectroscopy. The time constants of the survival correlation function match well with the reported experimental values.This validates the procedure, adapted here for Monellin, to investigate the hydration dynamics in general. The last chapter (Chapter9) summarizes the results obtained from various studies and discusses the future directions. First part of this thesis aims to present the analysis by carrying out MD simulations on monomeric and dimeric TrpRS protein in order to understand the two steps of the aminoacylation reaction: activation of the aminoacid Trp in the first step and the transfer of the activated amino acid in the next step. In the second part, quantitative estimation of the geometry and the strength of pyrophosphate bond and short hydrogen bonds in proteins are reported in detail by subjecting the systems to high levels of quantum mechanical calculations(QM). The use of ab initio QM/MM calculations by combining the quantum mechanics(QM) with the molecular mechanics(MM) in order to study the enzymatic reactions is discussed as the future

Modélisation du coût thermodynamique des structures pseudoneuds.<br />Développement d'un algorithme d'accélération exacte de la dynamique de monte Carlo.<br />Développement et interfaçage web d'un code de repliement de molécule ARN incluant les motifs pseudoneuds. Rendu cinématique de la dynamique de repliement.<br />Etude statistique de la prévalence des pseudoneouds dans des séquences biologiques et aléatoires.<br />Vérification expérimentale du code repliement. Démonstration expérimentale de l'existence d'un super-code guidant pour le repliement natif des ARN.

La complexité du vivant est omniprésente à toutes les échelles : des interactions entre molécules individuelles aux réseaux d'interactions permettant à la cellule d'assurer ses fonctions vitales et de répondre aux stimuli. Cette thèse se veut être une application des outils de l'Automatique et de l'Informatique à certaines questions de la Biologie et Biochimie.<br />Pour cela, nous avons abordé le problème via deux aspects : le premier concerne la modélisation des interactions moléculaires en vue de prédire les modes de fixation et les affinités entre molécules. Puisque ces estimations nécessitent de considérer la flexibilité des acteurs, nous avons abordé, en premier lieu, la prédiction des conformations moléculaires qui reste un challenge majeur, caractérisé par ses aspects multimodal et de grandes dimensions. Nous avons alors développé une suite d'heuristiques autour d'un algorithme génétique central. Les paramètres de contrôle et les stratégies d'hybridation sont pilotés par un méta-algorithme permettant d'optimiser la recherche. En outre, des stratégies innovantes de parallélisation sur grilles d'ordinateurs ont été validées afin de réduire les temps de calculs. Enfin, pour entreprendre l'étude des conformations de plusieurs molécules, nous avons développé des algorithmes de criblage rapides basés sur la comparaison d'indices topologiques.<br />Nous avons également étudié un autre aspect en modélisant formellement certains graphes d'interactions, ceci à une toute autre échelle : celle des concentrations des molécules. Nous avons alors mis en évidence l'impact des modes d'interactions moléculaires sur la dynamique globale.

Ce manuscrit présente une étude fonctionnelle et structurale du cytochrome P450 2J2 humain (CYP2J2), enzyme exprimée dans les tissus cardiovasculaires, dont les rôles biologiques sont mal connus. En utilisant la terfénadone comme base structurale, qui est un composé oxydé régiosélectivement par le CYP2J2, plusieurs composés ont été synthétisés se sont révélés être des inhibiteurs affins et sélectifs du CYP2J2. En particulier, un inhibiteur très affin et compétitif (Ki = 160 nM) et deux substrats suicides efficaces du CYP2J2 (kinact/Ki 3000 L/mol/s) ont été mis en évidence. L'étude de l'oxydation de ces composés par le CYP2J2 a révélé une régiosélectivité surprenante, en faveur d'une position chimiquement moins réactive vis-à-vis des oxydations. La caractérisation du site actif du CYP2J2 et l'identification de résidus importants pour la reconnaissance des dérivés de terfénadone a pu être réalisée en construisant un modèle par homologie 3D de cette enzyme et par le docking de certains dérivés dans le site actif du CYP2J2. Enfin, une étude préliminaire des rôles biologiques possibles du CYP2J2 a été réalisée en étudiant les effets inhibiteur de ce P450. En conclusion, ce travail a permis de caractériser les premiers outils biochimiques d'étude des rôles biologiques du CYP2J2, de proposer une première topologie du site actif du CYP2J2, et d'affiner les rôles biologiques du CYP2J2.

Les canaux mécanosensibles de large conductance (MscL) sont des protéines membranaires intégrales permettant à la bactérie de survivre lors de chocs hypo-osmotiques. Leur principale caractéristique est de s'ouvrir en réponse à un stress mécanique : une tension de la membrane. <br />La compréhension de leur mode d'activation est un prérequis pour élaborer un modèle global du mécanisme de sensibilité à la tension membranaire. <br />Nous avons étudié ici les premières étapes du mécanisme d'ouverture du MscL induites par une diminution de l' épaisseur membranaire, ainsi que les interactions gouvernant ces changements conformationnels par des simulations de dynamique moléculaire. La comparaison de l'analyse en composante principale des tra jectoires et des directions données par l'analyse en modes normaux nous a permis de mettre en évidence l'influence de la membrane sur la dynamique intrinsèque du canal. Nous avons ensuite étudié des canaux MscL issus de différents organismes et présentant des sensibilité mécaniques différentes. Des différences significatives entre les comportements des deux systèmes plongés dans des membranes d' épaisseur variable ont été mises en évidence. <br />Ces différences nous ont conduit à explorer le rôle des différentes régions et notamment le rôle des boucles périplasmiques en construisant des canaux hybrides par combinaison de régions issues d'organismes différents. Les résultats obtenus confirment le rôle primordial des boucles periplasmiques dans la sensibilité du MscL.

Les hélitrons constituent un groupe d'éléments transposables découverts récemment dans les génome eucaryotes. A travers une étude bioinformatique, nous avons étudié leur mode d'invasion, la modularité de leur séquence et leurs impacts sur les gènes à leur proximité dans le génome d'Arabidopsis thaliana. Les hélitrons sont les éléments transposables les plus répandus dans ce génome ; néanmoins ils ne sont que partiellement reconnus par des logiciels d'alignement. Nous avons modélisé ces éléments sous la forme d'une grammaire formelle. Cette grammaire est constituée des deux extrémités terminales séparées par une séquence nucléotidique quelconque de taille fixée. Nous avons créé une matrice d'occurrences des modèles associant toutes les combinaisons possibles d'extrémités. La matrice a fait apparaître des associations préférentielles entre certaines extrémités et a permis la découverte de nouvelles familles d'hélitrons chimériques. La détection des ORFs contenant les protéines de transposition a permis de confirmer la relation hélitron autonome non-autonome et de comprendre le mécanisme de création des chimères d'hélitrons. Nous avons proposé une nouvelle nomenclature des hélitrons basée sur leurs extrémités et non sur leur séquence globale. L'étude de la séquence d'une famille d'hélitrons a montré une réorganisation constante des domaines nucléiques entre les différentes copies de cette famille. Pour comprendre cette organisation, nous avons mis au point le logiciel DomainOrganizer qui permet d'observer la composition en domaines des éléments transposables. DomainOrganizer détecte les frontières entre domaines à partir d'un alignement multiple et crée la liste des domaines. A partir de cette liste, il recherche, par un algorithme d'optimisation combinatoire, le nombre minimal de domaines qui recouvrent au maximum l'ensemble des séquences. Enfin, DomainOrganizer visualise et classe les séquences en fonction de leurs domaines. L'analyse par domaines de la famille AtREP21 a permis de comprendre la nature de cette variabilité et de retracer l'histoire évolutive de cette famille à partir de l'identification des domaines. L'étude de la localisation des hélitrons AtREP3 dans ce génome de plante a montré une insertion préférentielle de ceux-ci dans les promoteurs de gènes. Les profils d'expression de ces gènes, nous a permis d'identifier plusieurs clusters. Par ailleurs, les motifs de régulation ont montré une grande variabilité de motifs dans les promoteurs mais pas dans les hélitrons. Ces résultats ont montré que les hélitrons non-autonomes transportent dans leurs séquences internes des motifs de liaisons aux facteurs de transcription. Des analyses complémentaires devront être réalisées pour comprendre l'action régulatrice des hélitrons sur les gènes situés à leur proximité.

La structure de la chromatine et sa compaction sont modulées par la substitution des histones conventionnelles par des variants d'histones. MacroH2A est l'un de ces variants et se singularise par sa grande taille. De nombreuses données suggèrent que macroH2A pourrait participer à l'inactivation de la transcription.<br />Par immunofluorescence, cette protéine est retrouvée accumulée sur le territoire du chromosome X inactif (Xi) chez les mammifères femelles. Néanmoins, cette association préférentielle pourrait simplement refléter la forte concentration en nucléosomes de cette région. Pour aborder le rôle de macroH2A dans le phénomène de l'inactivation du chromosome X, notre principale approche a consisté en des expériences de «ChIP-on-CHIP» sur de la chromatine native. Nos résultats montrent un enrichissement global et modeste de macroH2A sur le chromosome X femelle, excepté sur la plupart des gènes échappant à l'inactivation. <br />Nous avons souhaité nous intéresser également au rôle potentiel de macroH2A dans le mécanisme de réparation de l'ADN. En effet, il a été montré que le domaine macro est capable de lier l'ADP-ribose, un nucléotide déterminant dans de nombreux processus biologiques tels que la transcription ou la réparation. Plusieurs expériences nous ont permis de démontrer que les nucléosomes macroH2A sont associés in vivo à l'enzyme PARP-1, protéine clef de la réparation des cassures simple brin de l'ADN. La PARP-1 associée au nucléosome variant est inactive, et le traitement par H2O2 va induire son relâchement et son activation. L'absence de macroH2A conduit à une sur-activation de PARP-1, ce qui compromet sévèrement la réparation de l'ADN endommagé.

Les mucines sont les molécules structurales de base du gel de mucus qui assure la protection et la lubrification de la muqueuse gastro-intestinale. Notre but était de déterminer l'effet de la leptine sur la sécrétion et l'expression des mucines gastro-intestinales. Cette étude a été réalisée in vivo chez le rat et in vitro à l'aide des lignées cellulaires de rat DHE et humaine HT29-MTX. Nous avons trouvé que ces 2 lignées expriment les récepteurs (Ob-R) de la leptine. La perfusion luminale de la leptine dans le côlon de rat ainsi que la stimulation des cellules DHE par la leptine a entraîné une augmentation de la sécrétion de mucines et du niveau des ARNm codant pour rMuc2, rMuc3 et rMuc4. Cet effet de la leptine était dose dépendant. Testée dans les HT29-MTX, la leptine a provoqué une augmentation de la sécrétion de mucines ainsi qu'une augmentation des transcrits de MUC2, MUC4 et MUC5AC via la voie de la PKC, la PI3K et les MAPK. Ces résultats montrent que la leptine pourrait jouer un rôle essentiel dans la protection de la muqueuse colique.

Les dépôts amyloïdes sont des dépôts fibrillaires extracellulaires associés à la maladie d'Alzheimer, dont le constituant principal est le peptide amyloïde (Aβ). La fibrillogenèse d'Aβ s'accompagne d'une transconformation du peptide, depuis une structure secondaire principalement en hélice au voisinage des membranes ou non structurée en milieu aqueux vers une structure en feuillet β. Cette transconformation est couplée à une oligomérisation. Les plaques amyloïdes renferment une quantité importante de cations métalliques, en particulier Zn2+, et le peptide amyloïde y est caractérisé par une grande hétérogénéité de sa partie N-terminale qui présente des troncations et des isomérisations/racémisations. Ces modifications et l'interaction d'Aβ avec les cations ont été proposées comme des facteurs contribuant à la déposition amyloïde.<br />Afin de caractériser ces différents mécanismes moléculaires, nous avons examiné la région N-terminale 1-16 du peptide amyloïde, Aβ(1-16), qui apparaît impliquée dans l'interaction du peptide avec les cations métalliques et renferme plusieurs sites susceptibles de subir des modifications liées au vieillissement protéique. Du fait de son accessibilité au sein des fibrilles amyloïdes, ce domaine d'Aβ constitue une cible thérapeutique potentielle, notamment pour un traitement immunologique.<br />Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence la plasticité conformationnelle d'Aβ(1-16) par dichroïsme circulaire (DC) et RMN et nous avons caractérisé la structure qu'adopte ce peptide en milieu aqueux et en milieu mimant un environnement membranaire. Nous avons également identifié les formes produites par vieillissement in vitro. Le complexe Aβ(1-16)/Zn2+ a été examiné par DC, RMN et ESI-MS, ce qui a conduit à établir un modèle d'attachement du cation Zn(II) au peptide Aβ(1-16). Ce modèle implique une coordination tétraédrique de Zn(II), les résidus H6, E11, H13 et H14 étant identifiés comme ligands. Nous avons de plus montré que l'interaction Aβ(1-16)/Zn2+ modifie le profil de vieillissement protéique et exerce un effet agoniste sur la reconnaissance de la région 1-16 d'Aβ par des anticorps spécifiques. La conformation de deux peptides isomères issus du vieillissement d'Aβ(1-16), Aβ(1-16)-L-IsoAsp7 et Aβ(1-16)-D-Asp7 a été examinée par RMN. Un changement conformationnel local est observé dans la région H6-S8 par rapport à Aβ(1-16), mais pas de remaniement conformationnel global. L'étude de l'interaction Aβ(1-16)-L-IsoAsp7/Zn2+ par RMN a suggéré la participation du résidu IsoAsp7 à la coordination du cation Zn(II).<br />Enfin, une étude complémentaire entreprise sur Aβ(1-40) a mis en évidence l'absence de fibrillogenèse du peptide en présence d'ions Zn2+ ou d'anticorps ciblant la région N-terminale d'Aβ, au profit de la formation de différents types d'agrégats. Ces résultats suggèrent que les différentes interactions établies entre la région N-terminale 1-16 d'Aβ et Zn2+ ou des anticorps anti-Aβ inhiberaient la fibrillogenèse du peptide amyloïde pleine longueur.

Le principal objectif de ce travail de recherche était l'étude de la dynamique des<br />communautés bactériennes de tapis microbiens afin de comprendre leurs fonctionnements et<br />leur mécanismes d'adaptation face aux stress environnementaux. De part le développement<br />dans des habitats très variés et soumis à des variations des conditions environnementales<br />importantes, les tapis microbiens constituent des modèles de choix pour ce type d'études. La<br />biodiversité bactérienne a principalement été abordée par T-RFLP (Terminal Restriction<br />Fragment Length Polymorphism), approche moléculaire d'écologie microbienne.<br />Premièrement, ce travail a porté sur la description de deux tapis microbiens<br />photosynthétiques présents sur deux sites différents de salinité distinctes, marin (Iles<br />Orcades), et hypersalé (Marais salants de Camargue). La combinaison de différentes<br />approches d'analyses ont permis d'obtenir une image à l'échelle du micromètre de ces tapis.<br />Ainsi, la diversité bactérienne des principales communautés (eubactéries, bactéries<br />phototrophes pourpres, bactéries sulfato-réductrices) de ces tapis microbiens a été décrite par<br />l'approche moléculaire de T-RFLP. Les résultats de cette analyse, associés à ceux d'analyses<br />biogéochimiques, moléculaire DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis),<br />microscopiques (CLSM), et de biomarqueurs lipidiques a permis de relier les communautés<br />bactériennes présentes et d'appréhender leurs rôles écologiques au sein de ces écosystèmes<br />complexes. Ces deux tapis bien que très différents révèlent une organisation très fine,<br />constituée de couches distinctes verticales de quelques micromètres, où s'agencent les<br />populations bactériennes en fonction de leurs caractéristiques physiologiques et des<br />conditions environnementales. Le tapis de Camargue est dominé en surface par les<br />cyanobactéries filamenteuses, principalement Microcoleus chthonoplastes. De plus, la<br />distribution des bactéries phototrophes pourpres et sulfato-réductrices est répartie en fonction<br />des gradients mesurés de sulfure, oxygène et lumière. Le tapis des îles Orcades est au<br />contraire dominé par les bactéries pourpres, très diversifiées, principalement du genre<br />Thiocapsa. Les cyanobactéries y sont faiblement représentées. La diversité bactérienne<br />phototrophes et sulfato-réductrices est très finement organisée le long de gradients physicochimiques.<br />Dans un deuxième temps, la distribution spatio-temporelle du tapis microbien de<br />Camargue en fonction du cycle nycthéméral a été étudiée. Des comportements adaptatifs chez<br />les bactéries pourpres, les cyanobactéries et les bactéries sulfato-réductrices ont ainsi pu être<br />révélés. Parmi ces réponses aux variations des microgradients de sulfure et d'oxygène, la<br />migration a été mise en évidence chez un grand nombre de ces microorganismes.<br />L'analyse de l'impact d'hydrocarbures sur les tapis microbiens de Guérande et de<br />Camargue a été le troisième point abordé. L'influence des paramètres environnementaux sur<br />la dégradation naturelle du pétrole Erika a pu être démontrée. De plus, l'impact réel de la<br />pollution sur les communautés du tapis a été observé montrant une succession de différentes<br />communautés bactériennes. Ceci révèle les capacités d'adaptation de ces écosystèmes face à<br />ce stress d'hydrocarbures. Même si la dégradation par voie microbiologique n'a pu être mise<br />en évidence dans ces systèmes, l'analyse de la diversité des gènes codant pour les<br />dioxygénases montre une grande diversité, suggérant que les tapis microbiens possèdent un<br />potentiel de dégradation important.<br />Ce travail a permis de mettre en évidence l'organisation dynamique des bactéries au<br />sein de tapis microbiens, et d'approcher leurs comportements adaptatifs vis à vis des stress<br />soumis.