Exopolymère de Ramlibacter tataouinensis : optimisation de sa production , caractérisation biochimique et génétique

Exopolymer of Ramlibacter tataouinensis : optimization of its production, biochemical and genetic characterization

• Auteur / Autrice : Desislava Jivkova
• Direction : Thierry Heulin, Wafa Achouak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 02/07/2018
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biosciences et biotechnologies d'Aix-Marseille
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Roche
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ghislain Sanhaji, Alain Heyraud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Capron, Marie-Anne Barny

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cycle cellulaire végétal

Microbiologie industrielle

Polymères microbiens

Lactique, Acide

Mots clés libres

Ramlibacter tataouinensis

Exopolymère

Production et analyse

Applications industrielles

Ramlibacter tataouinens

Exopolymer

Production and analysis

Industrial applications

Résumé

Les exopolysaccharides (EPS) bactériens peuvent avoir une haute valeur ajoutée comme agents de rétention d’eau en cosmétologie. Cette étude s’est intéressée à l’EPS de Ramlibacter tataouinensis TTB310 (Rta). Cette bactérie, isolée d'un sol semi-aride, possède un cycle cellulaire particulier avec des bâtonnets mobiles sensibles à la dessiccation et des kystes non-mobiles produisant un EPS lui permettant de tolérer la dessiccation prolongée. La production d’EPS et la croissance ont été optimisées par le choix de lactate comme source de C et d'énergie, le maintien du pH pendant la croissance avec de l'acide lactique, l’augmentation des concentrations des autres substrats et l’ajout des micro- et macro éléments. Ainsi des quantités suffisantes d'EPS ont été obtenues. Une extraction de l'EPS fermement attachée à la surface des bactéries en utilisant de l’acide trichloroacétique a été élaborée et optimisée. La caractérisation biochimique de l'EPS a été réalisée en combinant différentes techniques : CPG, FTICR-MS, RMN et FTIR. L'unité répétée de l'EPS de Rta est un décasaccharide constitué de ribose, glucose, galactose, mannose, rhamnose, acide glucuronique, désoxyhexose et avec des substituants tels que acétyle, succinyle et méthyle. Enfin, grâce à la disponibilité du génome entièrement séquencé de Rta, le cluster de gènes impliqué dans la production d'EPS a été identifié à l’aide des approches de biologie moléculaire et d'imagerie. La connaissance de la structure de l'EPS de Rta permettra de mettre au point les modifications physico-chimiques nécessaires à sa solubilisation pour en étudier les propriétés rhéologiques.

Bacterial exopolysaccharides (EPS) can have a high added value when used as water retention agents in cosmetology. This work was focused on the EPS of Ramlibacter tataouinensis TTB310 (Rta). Rta, isolated from a semi-arid soil, has a special cell cycle with mobile rods sensitive to desiccation and non-mobile cysts producing an EPS allowing it to tolerate desiccation. EPS production and bacterial growth were optimized by : choosing lactate as a source of C and energy, maintaining the pH during the growth with lactic acid, increasing the concentrations of the other substrates, and additionning of micro- and macro elements. Thus sufficient amounts of EPS have been obtained. An extraction of EPS firmly attached to the bacteria surface using trichloroacetic acid was developed and optimized. The biochemical characterization of Rta EPS was performed by combining different techniques : CPG, FTICR-MS, RMN and FTIR. The repeated unit of Rta EPS is a decasaccharide consisting of ribose, glucose, galactose, mannose, rhamnose, glucuronic acid, deoxyhexose and with substituents such as acetyl, succinyl and methyl. Finally, thanks to the availability of the fully sequenced Rta genome, the gene cluster involved in the production of EPS has been identified, through molecular biology and imaging approaches. The elucidation of the structure of Rta EPS makes possible the future development of the physico-chemical modifications necessary for its solubilization in order to study its rheological properties.