Nadia Mykytczuk

Recherches

Mes recherches marient des composantes de microbiologie, de biologie moléculaire et de sciences environnementales avec un accent sur les habitats et écosystèmes extrêmes et perturbés. Les communautés microbiennes occupant ces sites hébergent toute une gamme de caractéristiques physiologiques et biochimiques qui aident à comprendre les limites de la vie et les processus biogéochimiques dans l’environnement et à découvrir les propriétés métaboliques particulières qui ont d’importantes applications en biotechnologie et dans le secteur industriel. Dans les environnements extrêmes, j’étudie les mécanismes d’adaptation microbienne tant en ce qui concerne les espèces particulières que les analyses métagénomiques/métaprotémiques fonctionnelles des communautés ainsi que leurs rôles dans ces milieux.

En examinant les espèces d’environnements extrêmes, je tâche de préciser et de caractériser les mécanismes exceptionnels d’adaptation chez les bactéries de drainage minier acide (c.-à-d. acidithiobacillus ferrooxidans) et les nouveaux psychrophiles (planococcus halocryophilus). Pour ces travaux, j’utilise une approche comparative afin d’évaluer les modifications aux caractéristiques cellulaires après la culture dans des conditions variées et avec divers seuils de tolérance. On réussit à mieux comprendre les traits métaboliques et physiologiques requis pour la survie dans les conditions stressantes lorsqu’on combine les mesures biophysiques des propriétés cellulaires avec les méthodes moléculaires de dégager les modifications à l’ADN et à l’expression de protéines. On peut utiliser ces résultats pour cibler, chez les espèces particulières, des caractéristiques qui sont pertinentes au plan industriel (p. ex. meilleure capacité de lixiviation de métaux, enzymes actifs au froid).

Du point de vue communautaire, il existe peu de données sur la diversité des communautés microbiennes naturelles et du potentiel génétique de celles-ci. Dans mes études actuelles de deux écosystèmes de sources salines du Haut-Arctique, je me sers d’une approche métagénomique pour dégager le potentiel métabolique de la communauté ainsi que les liens qui existent entre les conditions environnementales et la fonction communautaire. L’utilisation de méthodes haute capacité donnera un aperçu sans précédent des procédés microbiens (p. ex. métabolisme de carbone ou de soufre) dans de conditions extrêmes.

L’étude d’environnements extrêmes permet de trouver des solutions biologiques aux défis environnementaux touchant les questions pratiques ou scientifiques. Par exemple, les recherches sur les bactéries de drainage minier acide jouent un rôle clé dans l’élaboration de nouvelles stratégies et de techniques efficaces pour la bioprospection minière/biolixiviation in situ ainsi que la biorestauration et la remise en état dans les lieux d’exploitation minière classique. Comparativement, il y a eu peu de recherches dans ce domaine-là où on pratique depuis longtemps l’extraction minérale (c.-à-d. Sudbury, Ontario). Le vaste potentiel de richesse et de mise en valeur des minéraux au Canada dépend de sa capacité d’assurer l’exploitation minière efficace dans les milieux délicats du Nord (boréal et toundra) tout en minimisant les répercussions environnementales. Mes recherches actuelles et futures examinent le lien fonctionnel entre les appuis géologiques/géochimiques et les capacités métaboliques de communautés microbiennes et de microorganismes adaptés dans des environnements extrêmes ou perturbés, afin de dégager de nouveaux mécanismes pouvant contribuer tant à de meilleures stratégies de gestion qu’à des applications industrielles.

Publications (six dernières années)

Mykytczuk, N.C.S., Foote, S.J., C. W. Greer, L. G. Whyte. Subzero growth at -15°C; genomic, transcriptomic, and physiological insights from the permafrost bacterium Planococcus halocryophilus Or1. (submitted)

Thompson, M., Mykytczuk, N.C.S, Gooderham, K., Schulte-Hostedde, A. Prevalence of the bacterium Coxiella burnetii in rodents from a Canadian wilderness park. Zoonoses and Public Health ZPH-Dec-11-301 (in press)

Wilhelm, R.C., Radtke, K.J., Mykytczuk, N.C.S., Greer, C.W., Whyte, L.G. Life at the Wedge: the Activity and Diversity of Arctic Ice Wedge Microbial Communities. Astrobiology 12(4): 347-360

Lay, C-Y, Mykytczuk, N.C.S., Niederberger, T.D., Martineau, C., Greer, C.W. Whyte, L.G. Microbial diversity and activity in hypersaline high Arctic spring channels. Extremophiles 16:177–191

Mykytczuk, N.C.S., Wilhelm, R., Whyte. L.G. Planococcus halocryophilus sp. nov.; an extreme subzero species from high Arctic permafrost. International  Journal of Systematics and Evolutionary Microbiology (Published online ahead of print October 14, 2011, doi: 10.1099/ijs.0.035782-0)

Mykytczuk, N.C.S., Trevors, J.T., Ferroni, G.D., Leduc, L.G., Foote, S.J. Twine, S.M. 2011. Proteomic comparisons of cold adaptation in psychrotrophic and mesophilic strains of Acidithiobacillus ferrooxidans. Antonie van Leeuwenhoek 100(2):259-277. [Ph.D. work]

Mykytczuk, N.C.S., Trevors, J.T., Twine, S.M., Ferroni, G.D., Leduc, L.G. 2010. Membrane fluidity and fatty acid comparisons in psychrotrophic and mesophilic strains of Acidithiobacillus ferrooxidans under cold growth temperatures. Archives of Microbiology 192(12): 1005-1018

Mykytczuk, N.C.S., Trevors, J.T., Ferroni, G.D., Leduc, L.G. 2010. Cytoplasmic membrane response to copper and nickel in Acidithiobacillus ferrooxidans. Microbiological Research 166(3):186-206.

Shan, H., Kurtz, H.D. Jr., Mykytczuk, N., Trevors, J. T., Freedman, D.L. 2010. Anaerobic Biotransformation of High Concentrations of Chloroform by an Enrichment Culture and Two Bacterial Isolates. Applied and Environmental Microbiology 76(19): 6463–6469.

Mykytczuk, N.C.S., Trevors, J.T., Ferroni, G.D., Leduc, L.G. 2010. Cytoplasmic membrane fluidity and fatty acid composition of Acidithiobacillus ferrooxidans in response to pH stress. Extremophiles 14:427-441.

Mykytczuk, N.C.S., Trevors, J.T., Leduc, L.G., Ferroni, G.D. 2007. Bacterial cytoplasmic membrane polarization under environmental stress. Progress in Biophysics and Molecular Biology 95(1-3): 60-82.

Twine, S.M., Petit, M., Shen, H., Mykytczuk, N.C.S., Kelly, J.F., Conlan, J.W. 2006. Immunoproteomic analysis of the murine antibody response to successful and failed immunisation with live Anti-Francisella vaccines. Biochemical and Biophysical Research Communications. 346(3):999-1008.

Twine, S.M., Mykytczuk, N.C.S, Petit, M.D., Shen, H., Sjöstedt, A., Conlan, W., Kelly, J.F. 2006. In vivo proteomic analysis of the intracellular bacterial pathogen, Francisella tularensis, isolated from mouse spleen. Biochemical and Biophysical Research Communications.  345(4):1621-1633.