Thèse soutenue

Influence de l'environnement et des communications inter-bactériennes sur la production de biosurfactants par Pseudomonas Aeruginosa

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Auteur / Autrice : Alexis Bazire
Direction : Alain DufourDominique Haras
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences biologiques
Date : Soutenance en 2005
Etablissement(s) : Lorient

Mots clés

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Mots clés libres

Résumé

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La bioremèdiation, qui utilise la capacité naturelle des micro-organismes à disperser et dégrader les hydrocarbures, est l'une des perspectives des plus attractives pour la décontamination des zones souillées par les marées noires. Pseudomonas aeruginosa produit des biosurfactants (dispersants) de type glycolipides nommés rhamnolipides, dont la régulation dépend d'un système relatif à la densité cellulaire, le quorum sensing (QS). Lors de cette étude, la hiérarchie du QS fut pour la première fois mise en évidence par des cinétiques de production des deux molécules signal : la N-(3-oxododecanoyl)-L-homoserine lactone (3OC12-HSL) et la N-butyryl-L-homoserine lactone (C4-HSL) (HSL), les rhamnolipides étant produits ultérieurement. Nous avons montré que le facteur sigma RpoN était impliqué dans l'arrêt de synthèse des 3OC12-HSL et qu'il n'avait aucune influence sur la production des C4-HSL, alors qu'il inhibait la synthèse des rhamnolipides. En revanche, RpoS activait indirectement la production des rhamnolipides, via les HSL. Nous avons observé qu'une concentration en sel proche de celle de l'eau de mer inhibait la production des rhamnolipides, en diminuant l'expression des gènes impliqués dans la synthèse des biosurfactants (rhlAB et rhlC). L'expression de rhlI et la synthèse des HSL qui en dépend, étaient également diminuées. Le stress hyperosmotique agissait sur d'autres facteurs associés au QS comme la pyocyanine et la formation du biofilm. Un apport en osmoprotecteur (glycine bétaïne) a permis une restauration partielle des expressions génétiques et des phénotypes, démontrant l'intérêt de son utilisation pour la bioremèdiation maritime. Les facteurs environnementaux agissent également sur la production des rhamnolipides indépendamment du QS, puisqu'une carence en phosphate favorisait la production des biosurfactants alors qu'elle diminuait la concentration en HSL. Contrairement aux autres gènes impliqués dans la production des rhamnolipides, rhlG était induit par le stress salin. Nos résultats indiquent que RhlR (régulateur de transcription fixant C4-HSL) est le principal inhibiteur de rhlG et que l'inhibition est augmentée par une concentration élevée en C4-HSL. Les facteurs sigma RpoN et σ70 paraissent impliqués à parts égales dans la transcription de rhlG, et le complexe C4-HSL/RhlR inhiberait la transcription dépendante de RpoN. Nous n'avons en revanche pas pu confirmer que rhlG soit indispensable à la production des rhamnolipides. RhlG et rcsF qui sont organisés en opéron, seraient toutefois impliqués dans la croissance de P. Aeruginosa en milieu limité en oxygène.