Étude de la diversité génétique chez la bactérie lactique Carnobacterium maltaromaticum et de son adaptation à l'environnement gastro-intestinal de mammifères

Study of the genetic diversity of a lactic acid bacteria Carnobacterium maltaromaticum and its adaptation to gastro-intestinal environment of mammals

• Auteur / Autrice : Abdur Rahman
• Direction : Anne-Marie Junelles, Frédéric Borges
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Procédés biotechnologiques et alimentaires
• Date : Soutenance le 11/12/2013
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'ingénierie des biomolécules (Vandoeuvre-les-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Cavin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Cavin, Catherine Schouler

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tube digestif

Adaptation (biologie)

Phylogénie

Lactobacillales

Mots clés libres

Carnobacterium maltaromaticum

Bactérie lactique

MLST

Phylogénie

Tube digestif

Résumé

L'utilisation de la bactérie C. maltaromaticum dans l'industrie alimentaire n'est pas autorisée en raison de faible connaissance et des pathologies qu'il peut provoquer chez le poisson. Un des objectifs de ce travail est de renforcer la connaissance par la séquence génomique d'une souche fromagère et d'évaluer le devenir de la bactérie après ingestion par le consommateur. L'autre objectif est de mieux connaitre la taxonomie de la bactérie par MLST. La séquence complète de C. maltaromaticum LMA 28 a révélé une taille génomique de 3,8 Mpb qui est atypique dans le genre Carnobacterium. L'analyse génomique indique qu'il contiendrait des gènes d'adaptation à l'environnement intestinal. Il a été montré que la bactérie est capable de survivre le transit gastro-intestinal chez la souris et d'adhérer à des cellules intestinales humaines qui présenteraient des propriétés neutres voire anti-inflammatoires. Le résultat suggère qu'elle est capable de survivre le transit GIT et d'interagir avec l'hôte. Il a été montré que la MLST chez C. maltaromaticum permet d'atteindre un haut niveau de résolution. MLST suggèrent que le lait et les fromages à pâte molle sont peu sélectifs pour C. maltaromaticum. De plus, deux CC majoritaires, principalement représentés par des souches laitières, ont été identifiés. Leur existence suggère qu'une lignée de l'espèce est particulièrement bien adaptée à l'environnement laitier ou qu'un phénomène de domestication est en cours. Un grand nombre de singletons ont été identifiés suggérant que la diversité chez cette espèce est sous-estimée et qu'elle reste à explorer

The bacterium Carnobacterium maltaromaticum is not used in industry due to limited knowledge about this organism and its virulence in fish. One objective of this thesis was to strengthen the body of knowledge by determining the complete genome sequence of the cheese strain and to evaluate the fate of this bacterium after ingestion by the consumer. Another objective was to improve the taxonomic knowledge within the species C. maltaromaticum through the development of a MLST scheme. The complete sequence of the strain C. maltaromaticum LMA 28 revealed a genome size of approximately 3.8 Mbp, which is unusually high in the genus Carnobacterium. The genome analysis of this strain indicates the presence of genes conferring the adaptation to the intestinal environment. The bacterium is able to survive during the gastro-intestinal transit in mice. Moreover, this strain is able to adhere to human intestinal epithelial cell lines and would have neutral or anti-inflammatory properties. These data suggest that C. maltaromaticum LMA 28 is adapted to the digestive tract of mammals. At the taxonomical level, it was shown that MLST is highly discriminatory for the species C. maltaromaticum. In addition, the MLST results suggest that milk and soft cheeses are poorly selective for strains of this species. In addition, two major clonal complexes suggest that a sub-population within this species is well adapted to the dairy environment or that a sub-population is submitted to a domestication process. A high proportion of singletons was obtained suggesting that the diversity was under-estimated and remains to be explored