Eubacterium limosum est une bactérie anaérobie stricte, faisant partie du groupe des acétogènes. Son intérêt réside dans sa capacité à transformer des sources de carbone à un atome de carbone (C1) telle que le méthanol en butyrate, composé en C4 présentant un intérêt industriel. Néanmoins, les rendements et productivité doivent être améliorés pour se rapprocher des performances de l’industrie chimique. L’ingénierie métabolique des souches permettrait d’atteindre cet objectif mais pour cela il est nécessaire d’améliorer nos connaissances du métabolisme central.L’objectif principal de ce projet de thèse était de caractériser le métabolisme central de E. limosum B2 cultivé en chemostat sur méthanol ou sur glucose comme source de carbone, par une approche de biologie des systèmes.Suivant un processus d’adaptation évolutive en laboratoire, la souche sauvage a été adaptée milieu synthétique méthanol sans extrait de levure. Le taux de croissance maximal chez le clone isolé a été amélioré par 2,72. De plus, nous sommes parvenus à substituer la cystéine du milieu synthétique, décrite comme indispensable, par du thiosulfate de sodium. La souche sauvage s’est montrée incapable de croître dans ces conditions, suggérant l’apparition de mutations favorable chez le mutant. Le génome de la souche sauvage a d’abord été séquencé de novo, suivi des génomes de la population sur plusieurs générations et de trois clones isolés pour étudier la dynamique d’évolution génétique. Aucune mutation pouvant expliquer ce changement de phénotype n’a a été détectée dans le métabolisme central. Une étude protéomique a été réalisée sur la souche sauvage et adaptée afin d’éclaircir les mécanismes d’adaptations. Parmi les protéines surproduites chez la souche adaptée, deux dans le WLP et deux en gluconéogenèse, ainsi qu’un complexe lié à l’assimilation du soufre ont été identifiés. De plus, l’exploration du méthylome a révélé un évènement de recombinaison homologue au niveau du système de restriction-modification de type I entre les deux souches. Cette modification pourrait jouer un rôle clé dans le mécanisme de régulation sur milieu minéral méthanol.La souche adaptée a été cultivée en chémostat pour la caractérisation de son métabolisme central sur méthanol ou sur glucose comme seule source de carbone. Les paramètres physiologiques ont été déterminés et les flux d’entrée et de production ont été calculés. Ces valeurs ont été intégrées dans un modèle in silico à l’échelle du génome pour estimer les flux spécifiques de chaque enzyme du métabolisme primaire. De ces estimations, des modèles de conversation de l’énergie ont été élaborés pour les deux conditions étudiées. Le nombre absolu de copies de protéines par cellule a ensuite été déterminé puis ces données ont permis d’estimer la constante catalytique in vivo de chaque enzyme du métabolisme central. Ce paramètre nous a été utile pour comparer les activités des enzymes et identifier les plus limitantes.Pour la partie transcriptomique, le développement d’une méthode d’extraction totale des ARNm a été un défi majeur. Nous avons élaboré une stratégie de quantification absolue des ARNm par cellule renforcée par l’ajout de deux mélanges de standards externes lors du procédé d’extraction des ARNm. Le premier a été ajouté après l’étape de lyse cellulaire et le second avant la ribodéplétion. Les résultats de séquençage par RNA-Seq ont été satisfaisant, avec une bonne corrélation entre le nombre de « reads » obtenus pour chaque standard et leur concentration théorique, indiquant une perte minimale en ARNm durant le processus d’extraction. La détermination de la quantité absolue de chaque transcrits est désormais possible.En combinant les données de protéomique et de transcriptomique, la vitesse spécifique de traduction in vivo de chaque protéine pourra être déterminée. Nos travaux permettront d’améliorer le modèle in silico d'E. limosum et permettre l’utilisation d’une approche rationnelle d’ingénierie métabolique.