Exploration fonctionnelle de la réponse au stress chez des micro-organismes d'intérêt technologique : dynamique de la réponse membranaire suite au stress éthanolique chez Saccharomyces cerevisiae

par Quoc-Bao Vo-Van

Thèse de doctorat en Sciences de l'alimentation

Sous la direction de Raphaëlle Tourdot-Maréchal et de Laurent Beney.

Soutenue le 14-04-2015

à Dijon , dans le cadre de École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....) , en partenariat avec Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon) (laboratoire) .

Le président du jury était Régis Gougeon.

Le jury était composé de Pierre-André Maréchal, Thierry Ferreira, Stéphane Delaunay.

Les rapporteurs étaient Catherine Tesnière, Fernanda Fonseca.

mots clés

• Stress éthanol
• Ergostérol
• Perméabilité et fluidité membranaire
• Stress oxydatif
• Saccharomyces cerevisiae
• Saccharomyces cerevisiae -- Effets du stress
• Alcool
• Stress oxydatif

Résumé

L’étude de la réponse membranaire suite au stress éthanolique chez Saccharomyces cerevisiae vise à comprendre les mécanismes impliqués dans la survie des eucaryotes aux concentrations en éthanol élevées. La membrane cellulaire, par sa position entre l’environnement intra et extracellulaire, est la première cible des perturbations éthanoliques. Les expérimentations effectuées dans cette étude visent à caractériser le maintien de l’intégrité fonctionnelle en relation avec la composition en stérols membranaires chez la levure S. cerevisiae soumise à différents types de perturbations éthanoliques (augmentation de la concentrations en éthanol dans le milieu de croissance, chocs éthanoliques d’amplitude croissante et suivi au cours du temps ; choc à 20% pendant 15 minutes puis suivi au cours du temps après retour dans un milieu sans éthanol (« pulse » 20% d’éthanol)). Les résultats obtenus démontrent l’importance de l’ergostérol dans le maintien de l’intégrité membranaire et supportent également l’hypothèse du rôle « vecteur » de l’éthanol vis à vis d’une oxydation, dont l’efficacité serait dépendante de la nature des stérols présents au niveau membranaire. Les premiers résultats analysant la cinétique de transcription de gènes impliqués dans la réponse au stress oxydatif suggèrent une formation plus importante de formes réactives de l’oxygène (ROS), induite par le choc éthanol chez un mutant Δerg6, affecté dans la voie de biosynthèse de l’ergostérol.

mots clés

• Ethanol stress
• Ergosterol
• Membrane permeability and fluidity
• Oxidative stress
• Saccharomyces cerevisiae

Titre traduit

Functional exploration of the stress response in microorganisms of technological interest : dynamics of membrane response after an ethanol shock in Saccharomyces cerevisiae

Résumé

The study of membrane response induced by ethanol stress in Saccharomyces cerevisiae aims to understand mechanisms involved in the survival of eukaryotic cells submitted to high ethanol concentrations. The cell membrane by its position between the intra- and extracellular environment is the first target of ethanolic perturbations. Experiments performed in this study aimed to characterize the maintain of the functional integrity of the membrane in relation to the sterol composition in the yeast S. cerevisiae submitted to different types of ethanolic disturbances: increasing concentrations of ethanol in the growth medium; ethanolic shocks of increasing magnitude; shock 20% ethanol for 15 minutes and then return in a medium without ethanol ("pulse" 20% ethanol)). Our results demonstrate the importance of ergosterol in maintaining membrane integrity and also support the hypothesis of the vector role of ethanol in cell oxidation, whose effectiveness is dependent on the nature of sterols at the membrane level. In addition, our results analyzing the kinetics of transcription of genes involved in oxidative stress response suggest an increased formation of reactive oxygen species (ROS) induced by ethanol in the Δerg6 mutant, affected in the biosynthetic pathway of ergosterol.