3.2 Suivi environnemental et valorisation dans le Nord: Des molécules aux microorganismes
Chercheur principal
Co-chercheurs
Michel Allard, Thierry Badard, Alexander Culley, Benoit Gosselin, François Laviolette, Younès Messaddeq, Sylvain Moineau, Dave Richard, Normand Voyer
Collaborateurs
Patrick Lague, Warwick Vincent
Résumé du projet
L'objectif principal de ce programme de recherche est de comprendre comment la perturbation des écosystèmes affecte les micro-organismes des sols arctiques. Pour ce faire, nous utiliserons l'EcoChip, un outil de culture microbienne in situ permettant d'evaluer la croissance et ultimement d'identifier des micro-organismes dans leur milieu naturel tout en mesurant en temps réel les métadonnées environnementales. Les sites à l'étude pour l'utilisation de l'EcoChip ont été sélectionnés sur 30 degrés de latitude dans les régions nordiques, en collaboration avec le réseau environnemental SILA, afin d'identifier des bactéries sentinelles et d'étudier comment les caractéristiques spatio-temporelles de l'environnement affectent ces micro-organismes. Nous développerons ensuite des approches analytiques intégratives basées sur la génomique, la bioinformatique, la localisation et l'apprentissage machine pour quantifier l'état de santé des écosystèmes nordiques en analysant en temps réel des marqueurs microbiens clés.
Ces travaux permettront d'établir des prédictions de l'impact à grande échelle de changements environnementaux sur le fonctionnement des écosystèmes terrestres. La culture in situ de micro-organismes avec l'EcoChip permettra aussi d'élaborer des modèles métabolomiques performants pour évaluer la diversité moléculaire nordique et de découvrir de nouveaux composés ayant des applications médicales, par exemple dans le traitement de la tuberculose. Nous utiliserons des approches de spectrométrie de masse à haut débit, couplées à l'apprentissage-machine, afin d'accélérer le processus d'identification de molécules ayant des propriétés médicales d'intérêt. Nous exploiterons donc constructivement le potentiel de produits biologiques avec des modèles permettant une évaluation métabolomique complète pour des fins clinique ou industrielle. Avec ces outils, nous pourrons caractériser l'impact de changements environnementaux sur le nord et valoriser efficacement les micro-organismes trouvés dans ces environnements, ce qui améliorera notre compréhension de l'environnement nordique et de son impact sur la santé humaine.