Les priorités du DOE (US Department Of Energy) en matière de développement des sources d’énergie renouvelables, de compréhension des effets possibles du changement du système terrestre ainsi que la focalisation de la Division de la science des Systèmes Biologiques pour comprendre la nature fondamentale des processus biologiques pertinents pour les défis énergétiques et environnementaux dépendent principalement de la compréhension des interactions bactériennes et fongiques. Dans les microbiomes de sol, les bactéries et les champignons sont les principaux acteurs jouant un rôle clé dans les flux de carbone, le cycle des éléments nutritifs et la productivité des plantes. Pour exploiter le potentiel biotechnologique des microbiomes de sol à l'échelle du fonctionnement de l'écosystème, ce programme LANL SFA (Los Alamos National Laboratory Science Focus Area) de recherche sur le microbiome de sol vise à découvrir les principes fondamentaux sous-jacents des interactions bactériennes et fongiques. Notre programme sur dix ans vise:

- à acquérir une compréhension prédictive des interactions complexes entre les bactéries et les champignons dans le contexte de changements environnementaux continus.

- à permettre de diriger intentionnellement les fonctions de l'écosystème pour améliorer la production végétale en vue d'une production d'énergie durable

- l’amélioration du système terrestre grâce à la modulation de la séquestration du carbone dans les sols.

Dans ce SFA, nous utiliserons de nouveaux algorithmes bioinformatiques avec les capacités de calcul scientifique avancé du DOE, associées à une métagénomique ciblée, pour identifier des associations bactériennes / fongiques non encore caractérisées.
Nous déterminerons l’étendue de ces interactions dans le contexte de changements environnementaux abiotiques (humidité, disponibilité des nutriments, température) Nous caractériserons les mécanismes sous-jacents de ces interactions aux échelles cellule-cellule et moléculaire en utilisant un interrogatoire Multi-Omics couplée à des techniques avancées d'imagerie in-situ. Grâce à ces études, nous acquerrons une compréhension prédictive de ces interactions dynamiques et une compréhension de la manière dont elles peuvent être régulées pour orienter la fonction des écosystèmes de sol.