Présentation du SCECM

L’écologie chimique est un domaine de recherche pluridisciplinaire qui permet d’étudier les interactions entre organismes, ainsi que les interactions organismes-environnement. Ces interactions sont médiées principalement par les métabolites spécialisés qui jouent des rôles essentiels pour la survie d’un organisme dans son milieu naturel. Ils constituent les médiateurs principaux intervenant dans les processus de communication chimique (phéromones, composés allélochimiques, composés organiques volatils) et contribuent ainsi significativement à la structuration de la biodiversité et au fonctionnement des écosystèmes. Ils participent également à la protection des organismes face aux stress environnementaux.

L’étude de la biosynthèse et de la fonction de ces molécules est primordiale dans le cadre de questions environnementales, d’écologie fonctionnelle ou encore d’écologie évolutive. Le service commun d’écologie chimique réunit un parc d’instruments complémentaires pour mener à bien ces analyses.

Ce service commun offrira aux membres de l’unité :
• des outils pour préparer et conditionner les échantillons avant analyse chimique
• des méthodes d’analyses des composés organiques dans les échantillons
• une formation aux méthodes d’analyse en routine mais aussi à l’interprétation des résultats et aux consignes d’hygiène et de sécurité en laboratoire d’analyses chimiques
• une aide au développement et à la mise en place de nouvelles méthodes.

Services

Les principaux outils de ce service sont :

• un appareil de chromatographie gazeuse couplé à un détecteur de spectrométrie de masse basse résolution (injection par thermodésorption avec passeur automatique : TD/GC-MS, Saint-Charles).
L’analyse par TD/GC-MS permet de caractériser les composés organiques volatils de faible polarité émis par les plantes, la litière ou le sol. Cette approche peut être appliquée aussi à des organismes aquatiques d’eau douce ou marins (e.g. phytoplancton, magnoliophytes marines).
Analyses possibles : isoprène, mono et sesquiterpènes principalement.

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• un appareil de chromatographie gazeuse couplé à un détecteur de spectrométrie de masse basse résolution (injection directe avec passeur automatique : DI/GC-MS, Saint-Charles).
Cet appareil est dédié à l’analyse des composés organiques volatils de faible polarité contenus par les organismes, la litière ou le sol.
L’analyse des PLFA (Phospholipid-derived fatty acids) permet également d’analyser la diversité bactérienne associée à des échantillons de sols (ou de feuilles).
Analyses possibles : terpénoïdes (huiles essentielles ou extraction solvant à froid), acides gras (cires cuticulaires, PLFA).

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• un appareil de chromatographie liquide ultra haute performance couplé à un spectrométre de masse haute résolution (UHPLC-QqToF, plateau technique MALLABAR, Endoume).
Premier plateau régional de métabolomique dédié à l’écologie et à l’environnement, cet équipement est aussi mutualisé avec des collaborateurs des Universités de Toulon, Nice et Galway (Irlande). L’analyse UHPLC-HRMS permet de caractériser avec une grande précision la diversité chimique contenue dans des matrices biologiques ou environnementales.
Analyses possibles : analyses métabolomiques non-ciblées (fingerprinting) ou ciblées (e.g. alcaloïdes, flavonoïdes).

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En plus de ces équipements, ce service commun réunira différents dispositifs de prélèvements permettant de capter ou d’extraire des composés (chambre de prélèvement dynamique pour COVB), de réaliser des tests écotoxicologiques (Microtox®) ou d’écologie comportementale (olfactomètres).

• systèmes de prélèvement COVs (Saint-Charles)

Trois chambres d’enfermements (1* 60L et 2* 30L) sont à disposition des équipes qui souhaiteraient réaliser des prélèvements de Composés Organiques Volatils (COVs). Les COVs sont piègés sur tubes d’adsorbant (tenaxTA/charbon actif) avant d’être analysés en TD-GC/MS.
NB : un CIRAS-3 Portable Photosynthesis System pour la mesure d’échanges gazeux (non inclus dans le service commun) peut-être mis à disposition dans le cadre de collaborations scientifiques avec DFME

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• un appareil de tests écotoxicologiques Microtox (Endoume)

L’appareil Microtox (Microbics) permet de mesurer la toxicité de composés ou d’extraits sur la bactérie marine bioluminescente Aliivibrio fischeri (test écotoxicologique standardisé). La toxicité, donnée en EC50 (μg de composé ou d’extrait par mL de solution), représente la concentration de composé/d’extrait diminuant de 50 % la bioluminescence de la bactérie après 5 min d’exposition.

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• des olfactomètres (Saint-Charles/Endoume)

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Tests d’olfaction avec des acariens Stratiolaelaps scimitus face aux odeurs de Folsomia candida. Dans le premier bras, on place un groupe de plusieurs individus de F. candida alors qu’aucun collembole ne se trouve dans le deuxième bras. L’extrémité du tube en Y (d) est reliée à une pompe à air permettant de maintenir un flux constant d’air durant toute la durée du test. Un seul individu acarien est introduit au milieu du tube en Y (c). Tests d’olfaction sur des crustacés face à des eaux de mers conditionnées à l’aide d’éponges. L’olfactomètre se compose également de deux bras en Y : (a) le premier transporte l’eau conditionnée par les éponges (matérialisé ici par la fluorescéine), (b) le deuxième transporte l’eau de mer « contrôle ». Le compartiment (c) représente le bras du dispositif contenant le flux descendant et (d) le trou d’introduction des crustacés.
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Tests d’olfaction sur des crabes face à des odeurs de feuilles de palétuviers. L’olfactomètre se compose dans ce cas de deux compartiments : (a) le premier transporte le flux d’air conditionné par les feuilles (sous la cloche), (b) l’autre transporte le flux d’air « contrôle » Tests d’olfaction sur des crabes face à des eaux de mers conditionnées à l’aide de feuilles de palétuviers. L’olfactomètre se compose comme précédemment de deux compartiments : (a) le premier transporte l’eau conditionnée par les feuilles (matérialisé ici par la fluorescéine), (b) l’autre transporte l’eau de mer « contrôle ».

Publications

Journaux à comité de lecture

2018

Distance interaction between marine cave-dwelling sponges and crustaceans. Marine Biology, (2018) 165:121. Santonja M., Greff S., Le Croller M., Thomas O. P., Pérez T. DOI : 10.1007/s00227-018-3377-0

Allelopathic interactions between the benthic toxic dinoflagellate Ostreopsis cf. ovata and a co-occurring diatom. Harmful Algae, 75, 35-44. Ternon E., Pavaux A.S., Marro S., Thomas O.P., Lemée R. DOI : 10.1016/j.hal.2018.04.003

2017

Effect of mid-term drought on Quercus pubescens BVOCs’ emission seasonality and their dependency on light and/or temperature. Atmos. Chem. Phys., 17, 7555-7566. Saunier A., Ormeño E., Boissard C., Wortham H., Temime-Roussel B., Lecareux C. , Armengaud A., Fernandez C. DOI 10.5194/acp-17-7555-2017

Chronic Drought Decreases Anabolic and Catabolic BVOC Emissions of Quercus pubescens in a Mediterranean Forest. Forest. Front. Plant Sci. 8:71. Saunier A., Ormeño E., Wortham H., Temime-Roussel B., Lecareux C., Boissard C., Fernandez C. DOI 10.3389/fpls.2017.00071

Biotic interactions in a Mediterranean oak forest : role of allelopathy along phenological development of woody species. European Journal of Forest Research 136(4), 699-710. Hashoum H., Santonja M., Gauquelin T., Saatkamp A., Gavinet J., Greff S., Lecareux C., Fernandez C., Bousquet-Mélou A. DOI 10.1007/s10342-017-1066-z

Discrimination of Four Marine Biofilm-Forming Bacteria by LC-MS Metabolomics and Influence of Culture Parameters. Journal of Proteome Research, 2017, 16 (5), 1962–1975. Favre L., Ortalo-Magné A., Greff S., Pérez T., Thomas O., Martin J.-C., Culioli G. DOI : 10.1021/acs.jproteome.6b01027

Chemogeography of the red macroalgae Asparagopsis : metabolomics, bioactivity, and relation to invasiveness. Metabolomics, 2017, 13:33. Greff S., Zubia M., Payri C., Thomas O. P., Pérez T. DOI : 10.1007/s11306-017-1169-z

The interaction between the proliferating macroalga Asparagopsis taxiformis and the coral Astroides calycularis induces changes in microbiome and metabolomic fingerprints. Scientific Reports, 2017, 7, Article number : 42625. Greff S., Aires T., Serrão E. A., Engelen A. H., Thomas O. P., Perez T. DOI:10.1038/srep42625

Communications orales

2018

Metabolomic fingerprinting of eight mangroves species from Vietnam. Bousquet-Mélou A., Baldy V., Dao Van T., Greff S., Malachin J.-R., Culioli G., Fernandez C. European Conference of Tropical Ecology - 26 au 29 Mars 2018.

Combining metabarcoding and metabolomics to better understand the ecological success of Homoscleromorpha sponges in underwater caves. Ruiz C., Perez T., Thomas O.P. Conference of Tropical Ecology - 26 au 29 Mars 2018.

Posters

2018

Identification of anti-aging natural products from southwestern Indian Ocean marine sponges and their microbial symbionts. Said Hassane C. , Fouillaud M., Boyer J.B., Clerc P., De Voogd N. , Garayev E., Greff S., Perez T., Herbette G., Baghdikian B., Ollivier E., Dufossé L., Gauvin-Bialecki A. 18th European Congress on Biotechnology. Genève, Suisse, 1er au 4 Juillet 2018.

Seasonal co-variation of surface metabolome and epibacterial community of the holobiont Taonia atomaria. Paix B., Othmani A., Carriot N., Debroas D., Greff S., Briand J.-F., Culioli G. 11ème Journées Scientifiques du Réseau Francophone de Métabolomique et Fluxomique. Liège, Belgique, 23 au 25 mai 2018

Localisations

• SCECM site Saint-Charles
Centre Saint-Charles - Bât. Sciences Naturelles - Aile Centre Ouest
3, place Victor Hugo
13003 Marseille

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• SCECM site d’Endoume
Station marine d’Endoume - Bâtiment 4
Chemin de la Batterie des Lions
13007 Marseille

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Contacts

Responsables scientifiques
Thierry PEREZ (DR CNRS) - Endoume
Catherine FERNANDEZ (PR AMU) - Saint-Charles

Personnels techniques
Stéphane GREFF (IGE AMU) - Co-responsable Endoume/Saint-Charles
Caroline LECAREUX (ASI AMU) - Co-responsable Saint-Charles
Sacha MOLINARI (TCN CNRS) - Endoume

Contacts
stephane.greff@imbe.fr (UHPLC-MS, Microtox)
Tél. : 04 13 55 12 23 (St-Charles) / 04 91 04 16 42 (Endoume)

caroline.lecareux@imbe.fr (GC-MS)
Tél. : 04 13 55 12 24