Etude physiologique et moléculaire de la germination des spores clostridium botulinum

par François Alberto

Thèse de doctorat en Microbiologie moléculaire. Nutrition, aspects cellulaires et moléculaires

Sous la direction de Christophe Nguyen-The.

Soutenue en 2003

à Aix-Marseille 3 .

  • Titre traduit

    Physiological and molecular study of the germination of Clostridium botulinum spores


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est de contribuer à la compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires de la germination des spores de Clostridium botulinum. Cette bactérie anaérobie stricte est capable de produire des spores, formes de dormance, quand les conditions environnementales deviennent défavorables. Ces spores peuvent survivre très longtemps et sont résistantes à de nombreux traitements physico-chimiques. La germination est définie comme le phénomène permettant à une spore en dormance de donner une cellule végétative métaboliquement active. Les spores bactériennes germent en réponse à de petites molécules appelés germinants. La première étape du travail a consisté à établir les principales conditions de germination de différentes souches de C. Botulinum mésophiles. Ainsi ces bactéries germent, à 30ʿC, en présence de L-alanine et autres acides aminés hydrophobes. Cette réponse est, dans la majorité des cas, améliorée par l'ajout de L-lactate. La température d'incubation des spores influence fortement la germination. La recherche du support moléculaire des récepteurs putatifs des germinants a permis de mettre en évidence, chez C. Botulinum Beans B, un opéron de 3 gènes homologues aux gènes de l'opéron gerA de germination codant pour le récepteur de la L-alanine chez Bacillus subtilis. Il a été mis en évidence une expression pendant les phases tardives de la sporulation sous contrôle du facteur sG. Des expériences de localisation de la protéine GerAB, dans les différentes structures de la spore, ont permis de mettre en évidence la présence de la protéine au niveau de la membrane interne de la spore. Les résultats obtenus chez C. Botulinum ainsi que les données connues chez d'autres espèces sporulées suggèrent que le mécanisme des phases précoces de germination est relativement conservé chez ces bactéries.


  • Résumé

    The aim of this work is to elucidate some of the physiological and molecular mechanisms implicated in Clostridium botulinum spore germination. This strictly anaerobic bacterium is able to produce dormant spores when the environmental conditions become unfavourable. Spores can survive for a long time and are resistant to a wide range of physical and chemical treatments. Germination is defined as the conversion of a dormant spore into a metabolic active vegetative cell. Bacterial spores germinate in response to small molecules (amino acids, sugars, ions) called germinants. The first step of this work was to determine the main conditions of germination for different strains of mesophylic C. Botulinum. It was demonstrated that C. Botulinum spores germinate at 30ʿC in response to an induction by L-alanine at various germination rates according to the strain. This response is mainly enhanced by addition of L-lactate as a co-germinant. Only hydrophobic amino acids are able to trigger C. Botulinum spore germination. Spore germination is influenced dramatically by temperature. At 15ʿC, few spores germinate in L-alanine/L-lactate. The molecular analysis of the putative germinant receptors has revealed the presence of a three-gene operon in C. Botulinum Beans B, homologous to genes gerAA, gerAB and gerAC of the Bacillus subtilis gerA operon. Analysis of the gene transcription and mRNA mapping showed that expression is very high during late sporulation and controlled by a sG factor. Western-blot analysis have revealed that GerAB protein is located in inner membrane of the spore. The results obtained with C. Botulinum and the previous data on other sporulating species suggest that the first step of spore germination may be the same in all spore-forming bacteria

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Informations

  • Détails : 182-[22] p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.149-182

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 3091
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