Effet de la température de formation des spores de Bacillus cereus sur leur germination

par Rabia Allouane Gounina

Thèse de doctorat en Nutrition, aspects cellulaires et moléculaires

Sous la direction de Frédéric Carlin.

Soutenue en 2007

à Aix-Marseille 3 .

mots clés

• Bacillus cereus -- Spores -- Thèses et écrits académiques
• Bacillus cereus -- Germination -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Les spores bactériennes sont omniprésentes dans l'environnement et contaminent fréquemment les aliments. L'histoire des bactéries productrices des spores dans leurs habitats naturels est mal connu. Quelle peut-être l'influence de ces conditions de sporulation sur les propriétés des spores bactériennes ? Ont-elles une incidence sur la sécurité microbiologique des aliments? La germination est une étape clé dans la transformation de la spore dormante en cellule végétative métaboliquement active. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'impact de la température de formation sur la germination des spores de Bacillus cereus, un agent d'intoxications alimentaires fréquentes chez l'homme. Nos résultats ont montré que les spores formées à basses températures (15°C pour deux souches psychrotrophes LM9 et D 15 et 20°C pour la souche-type ATCC 14579) avaient des capacités de germination en réponse aux agents nutritionnels inosine et L-alanine nettement plus élevées que celles des spores formées à 37°C. Les spores formées à 37°C présentaient aussi une bien meilleure résistance à un traitement thermique à 90°C, résistance pouvant être attribuée à des teneurs en acide dipicolinique et en cations divalents, plus élevées. Le caractère hydrophobe des spores, exprimant la capacité d'adhérence des spores, était plus prononcé quand les spores étaient formées à 15°C et les observations au microscope électronique ont aussi montré que la morphologie de l'exosporium, auquel le caractère hydrophobe des spores est principalement attribué, était également affectée. La température de sporulation affecte aussi bien la phase précoce de germination (marquée par la libération de l'acide dipicolinique), que la phase tardive correspondant à la dégradation du cortex. L'étude par microscopie électronique de l'ultra-structure des spores formées à différentes températures a montré des différences importantes dans la morphologie des tuniques, les enveloppes protéiques externes de la spore impliquées dans les phases précoces et tardive du processus de germination. De nettes différences dans la composition des extraits de tuniques des spores formées à 15°C et à 37°C en protéines étaient détectées par analyse électrophorétique. Nos résultats suggèrent que la température de sporulation affecte le processus d'assemblage des protéines des tuniques, et par conséquence la capacité des spores à germer.

Titre traduit

Effect of sporulation temperature on germination of Bacillus cereus spores

Résumé

Bacterial spores are ubiquitous in the environment and frequently contaminate food The history of spore forming bacteria in their native habitats is largely unknown. Sporulation conditions have ther an influence on spore properties and an incidence on microbiological food safety? Germination is a key step in the transformation of the dormant spore into vegetative cell metabolicly active. The objective of this thesis is to study the impact ofsporulation temperature on the germination of spores of Bacillus cereus, an agent of frequent human food poisonings. Our results showed that the spores formed at low temperatures (15°C for two psychrotrophic strains LM9 and D15 and 20°C for the type-strain ATCC 14579) had an anhanced germination capacities in response to the nutrient germinant inosine and L-alanine than those of spores formed at 37°C. Spores formed at 37°C had also a much better resistance to a heat treatment at 90°C, resistance being attributed to higher contents afdipicolinic acid and of divalent cations. The spore hydrophobicity, expressing the capacity of spore adhesion, was more marked when the spores were formed at 15°C and the observations under the electron microscope have showed that the morphology ofexosporium, to which the hydrophobic character of the spores is mainly attributed, was also affected. The temperature ofsporulation affects both the early phase of germination (marked by the release ofdipicolinic acid), and the late phase corresponding to cortex lysis The study by electronic microscopy of the ultrastructure of spores formed at various temperatures showed important differences in the morphology of coats, external spore layers known to be implicated in early and late phases of the germination process. Clear differences in the composition in proteins of coats extracts of spores formed at 15°C and 37°C were detected by electrophoretic analysis. Our results suggest that the Sporulation temperature affects the process of coats proteins assembly, and consequentely the capacity of spores to germinate