Ecosystème fromager : de l'étude du métabolisme du soufre chez Kluyveromyces lactis et Yarrowia lipolytica à l'interaction entre Kluyveromyces lactis et Brevibacterium aurantiacum

Cheese Ecosystem : from the study of the sulfur metabolism in Kluyveromyces lactis and Yarrowia lipolytica to the interaction between Kluyveromyces lactis and Brevibacterium aurantiacum

• Auteur / Autrice : Agnès Hebert
• Direction : Jean-Marie Beckerich, Sophie Landaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris Est

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transcriptome

Soufre dans l'alimentation humaine

Yarrowia lipolytica

Fromage à pâte molle

Résumé

En français : Le métabolisme du soufre, qui occupe une place centrale au sein de la cellule, est aussi important lors de la fabrication des fromages à pâte molle à croûte lavée. L'écosystème fromager assimile les acides aminés soufrés et peut ainsi produire des composés soufrés volatils (CSVs) indispensables à la flaveur de ces produits. Nous avons étudié le métabolisme du soufre chez deux micro-organismes d'affinage, les levures hémiascomycètes Kluyveromyces lactis et Yarrowia lipolytica. L'analyse in silico du phylum des hémiascomycètes nous a donné pour la première fois une vision évolutive de ce métabolisme. Nous avons relevé des différences fondamentales au niveau de la synthèse de la cystéine mais aussi au niveau des enzymes impliquées dans la production de CSVs. Cette analyse constitue une base solide pour l'étude du métabolisme du soufre. Nous avons combiné plusieurs approches exploratoires (transcriptome, métabolome, dosage des CSVs) afin d'avoir une vision globale de ce métabolisme chez K. Lactis et Y. Lipolytica. Les différences observées se situent notamment au niveau des voies de synthèse de la cystéine et de la taurine. La production de CSVs semble liée à la surexpression de transaminases spécifiques à chaque espèce combinée à l'accumulation de méthionine intracellulaire. L'affinage du fromage dépendant de tout un écosystème, nous avons également étudié l'interaction entre deux micro-organismes d'affinage, K. Lactis et Brevibacterium aurantiacum via une approche transcriptomique, en comparant l'expression d'une co-culture à celle des cultures pures. Nous avons observé de profondes modifications métaboliques touchant notamment le métabolisme du carbone et celui de la biotine.

En anglais : Sulphur metabolism, which has a central role in the cell, is also important during the manufacturing of smear ripened cheeses. The cheese ecosystem degrades sulphur aminoacids, producing volatile sulphur compounds (VSCs) indispensable for the flavour of these products. We studied sulphur metabolism in two cheese-ripening microorganisms, the hemiascomycetous yeasts Kluyveromyces lactis and Yarrowia lipolytica. The in silico analysis of the phylum of hemiascomycetes gave us for the first time an evolutionary vision of this metabolism. We found fundamental differences at the level of cysteine synthesis, but also at the level of the enzymes involved in the production of VSCs. This analysis constitutes a solid basis for the study of sulphur metabolism. Thus, we combined several exploratory approaches (transcriptome, metabolome, VSCs measurement) to have a global vision of this metabolism in K. Lactis and Y. Lipolytica. Major differences are observed in particular at the level of cysteine and taurine biosynthesis pathways. VSCs production seems to be connected to the surexpression of species-specific transaminases combined with the accumulation of intracellular methionine. Cheese ripening being dependent on a whole ecosystem, we also studied the interaction between two cheese-ripening microorganisms, K. Lactis and Brevibacterium aurantiacum, by a transcriptomic approach comparing the genes expression of a co-culture to that of the pure cultures. We observed profound metabolic modifications especially with respect to carbon and biotin metabolisms.