Étude de protéines cibles impliquées dans l'adaptation de Lactobacillus sakei au chlorure de sodium ou à une température sous-optimale

Résumé : Lactobacillus sakei est une bactérie lactique. Elle constitue la flore naturelle dominante présente dans la viande fraîche conservée sous vide et dans les produits carnés fermentés. Elle est utilisée en France ainsi qu'en Europe de l'ouest comme ferment pour la fabrication du saucisson sec. Son utilisation industrielle restant empirique, cette étude visait à rechercher et étudier des protéines cibles impliquées dans son adaptation face au sel (NaCl) ou à basse température, deux conditions rencontrées lors du processus industriel, ceci afin de comprendre son métabolisme et d'optimiser son utilisation technologique. L'étude du comportement de L. sakei dans un milieu chimiquement défini a montré qu'elle se développe d'autant moins que la température est basse ou que la concentration en sel est élevée. Par contre, plus la teneur en sel augmente et plus la température est basse, meilleure est la survie de cette bactérie en phase stationnaire. L'analyse protéomique a permis de mettre en évidence treize protéines dont la synthèse varie significativement lors de la croissance à 4ʿC et/ou en présence de 4% de NaCl. Une protéine a pu être identifiée directement grâce à sa séquence N-terminale. Pour cinq autres, la séquence N-terminale a permis de repérer le gène correspondant dans le génome de L. sakei et ainsi de les identifier. Deux protéines participent au métabolisme carboné : la 6-phosphofructokinase et la glycérol 3-phosphate déshydrogénase (GlpD). Les quatre autres sont des protéines de stress (Usp, MsrA, Asp23, OsmC). Un mutant dans chacun de ces gènes a été construit et son comportement phénotypique étudié. Les mutants de Usp et Asp23 survivent moins bien à 4ʿC lors de la phase stationnaire. Le mutant de GlpD survit en revanche mieux à 4ʿC. L'ensemble de ces résultats montre que l'expression des protéines lors de la croissance peut jouer un rôle important sur la survie de ces bactéries en phase stationnaireAbstract : Lactobacillus sakei is a lactic acid bacterium. It is the predominant flora naturally observed on vacuum-packed meat and fermented meat products. It is used in France and Western Europe as a starter for manufacturing fermented sausages. The aim of this study was to screen target proteins involved in L. sakei adaptation to salt (NaCl) and low temperature, two environmental conditions occurring during industrial processes, in order to understand its metabolism and to optimise its technological use. The study of L. sakei behaviour in a chemically defined medium showed that growth decreased when temperature decreased or when salt concentration increased. However, survival was enhanced at low temperature or in the presence of salt. Proteomic analysis revealed thirteen proteins whose expression significantly varied in cells grown at 4ʿC and/or with 4% NaCl. One of them was directly identified by its N-terminal sequence. For four of them, the N-terminal sequence allowed to identify the gene in L. sakei chromosome sequence and their subsequent identification. Two proteins are involved in carbon metabolism: 6-phosphofructokinase and glycerol 3-phosphate dehydrogenase (GlpD). The other proteins are stress proteins (Usp, MsrA, Asp23, OsmC). Mutants were constructed in each gene and their phenotype was studied. Asp23 and Usp mutants have lower survival during stationary phase whereas the GlpD mutant showed an enhanced survival under the same conditions. These results show that the expression of proteins during the exponential growth phase can play a role on bacteria survival during stationary phase.PARIS7-Bibliothèque centrale (751132105) / SudocSudocFranceF

Spoilage microorganisms: risks and control

Fermented meat products have a long tradition of use throughout human history, associated with health and safety. Spoilage bacteria are generally eliminated from these products during processing, the different steps of which (such as fermentation, curing, and drying) represent hurdles for these species. Microbial spoilage of fermented meat thus rarely occurs. However, raw meat harbors putative spoiling species and the initial microbiota of the batter follows different patterns of evolution during production. In order to limit possible development of defects, different strategies for spoilage control have been proposed in addition to the fermentation process per se, including modified atmosphere, high hydrostatic pressure, and biopreservation. Together, these contribute to ensure the microbial stability and safety of these fermented products

Métabolisme du fer et de l'hème chez Lactobacillus sakei

Lactobacillus sakei est une bactérie lactique qui fait partie de la flore dominante de la viande. Elle possède un équipement génétique inhabituel chez les bactéries lactiques, dédié à l'utilisation du fer : des transporteurs et 3 régulateurs de transcription fer-dépendants de la famille Fur. Nous avons i) évalué la capacité de L. sakei à utiliser les sources de fer de son environnement en développant une méthode de microanalyse du fer par microscopie (EELS) et spectrométrie de masse (Nano-SIMS), ii) réalisé une étude fonctionnelle des 3 régulateurs Fur-like et iii) réalisé une analyse transcriptomique globale en présence de transferrine ou d'hème. Ce travail a montré que le fer sous forme complexé, transferrine ou hème, était internalisé et améliorait la survie de L. sakei. Nous avons montré que la catalase hème-dépendante n'est pas l'acteur principal de cette survie car un mutant katA survit comme la souche sauvage en présence d'hème. Nos travaux ont montré aussi que le fer et l'hème induisent des réponses globales différentes. L'hème a un effet protecteur alors que le fer induit plus de stress. Nous avons mis en évidence que les 3 régulateurs Fur-like sont fonctionnellement distincts. Le régulateur Mur est impliqué dans l'homéostasie du manganèse, le PerR régule des gènes impliqués dans la réponse au stress oxydant et le Fur est impliqué dans la séquestration du fer, la morphologie des cellules et la résistance au stress. Cette étude montre que le fer et l'hème conduisent à des réponses cellulaires différentes chez L. sakei et indique que ce métabolisme pourrait être un facteur important pour la compétitivité dans l'écosystème carné.Lactobacillus sakei is a meat-borne lactic acid bacteria. This species harbors a quite complete genetic equipment dedicated to iron utilization such putative iron transporters and 3 transcriptional iron-dependent regulators of the Fur family. We evaluate L. sakei ability to use iron sources encountered in its natural environment by i) developing an iron microanalysis method coupling microscopy (EELS) and mass spectrometry (Nano-SIMS), ii) functional study of the 3 Fur-like regulators and iii) global transcriptomic analysis in response to transferrin or heme. This work shows that iron in complexed forms (transferrin or heme) is internalized and leads to an enhanced survival in L. sakei cells. We show that the heme-dependant catalase is not the main factor implicated in this survival phenotype as the katA strain is not affected in its survival when heme is provided. Our work has revealed that heme and iron lead to different global responses. It also indicates a protecting effect of heme whereas transferrin induces stress. We show that the 3 Fur-like regulators belong to three functional families. The Mur regulator is implicated in manganese homeostasis, the PerR regulates genes implicated in the oxidative stress response and the Fur is implicated in iron storage, cells morphology and stress resistance. This study proves that heme and iron lead to different cellular responses in L. sakei and indicates that this metabolism could be an important adaptative factor in meat ecosystem.PARIS-AgroParisTech Centre Paris (751052302) / SudocSudocFranceF

La métagénomique : développements et futures applications

La quatrième de couverture indique : "Après l'ère de la génomique, la métagénomique a envahi le domaine de la biologie. Permettant l'exploration du contenu génétique d'un échantillon issu d'un environnement complexe (sol, eau, végétal, microbiote animal, aliment, etc.), via le séquençage de l'ADN, la métagénomique repousse les limites imposées par la culture en milieu de laboratoire. Elle se caractérise par une production rapide et massive de données, et des traitements informatiques conséquents afin d'en retirer une information exploitable. Cet ouvrage fait le point sur les différentes technologies et les méthodes de production et d'analyses de données actuellement disponibles dans ce domaine. Il présente un panel des champs d'applications - agriculture, environnement, agroalimentaire et santé - qui bénéficient de l'apport de ces techniques pour mieux décrypter la diversité du monde vivant microbiologique. Il permettra aux étudiants, enseignants, chercheurs ou ingénieurs, quelle que soit leur spécialité en sciences de la vie ou de la Terre, de comprendre ces nouvelles approches, leurs mises en oeuvre et leurs limites.

Lactobacillus sakei in Meat Fermentation

Lactobacillus sakei in Meat Fermentatio

Synthèse et perspectives

absen

Acquisition of iron by the non-siderophore-producing Pseudomonas fragi

International audienceThe iron requirement, siderophore production and iron uptake mechanisms of the type strain Pseudomonas fragi ATCC 4973 and five P. fragi isolates from meat were analysed. The strains exhibited a high sensitivity to iron starvation: their growth was strongly inhibited in medium supplemented with the iron chelator ethylenediamine di(hydroxyphenylacetic acid) or in medium treated with 8-hydroxyquinoline to remove contaminating iron. No siderophores were detectable in the growth supernatants of iron-starved cells. Cross-feeding experiments in iron-depleted medium showed, however, that the bacterial growth could be strongly stimulated by siderophores of foreign origin including desferriferrioxamine B, enterobactin and some pyoverdines. Moreover, all the strains were capable of efficiently using the iron sources present in their natural environment, i.e., transferrin, lactoferrin and haemoglobin. Iron starvation led to the specific production of supplementary outer-membrane proteins of apparent molecular mass ranging from 80 to 88 kDa. Furthermore, growth in the presence of exogenous siderophores resulted, in some strains, in the induction of siderophore-mediated iron uptake systems. For one strain the concomitant synthesis of an iron-regulated, siderophore-inducible outer-membrane protein was observed

Introduction - La biopréservation et les microorganismes bioprotecteurs

absen

Combination of marker genes for the characterization of Lactobacillus strains

absen

La consommation en circuits courts et de proximité, pratiques émergentes et risques associés

National audienc