Implication de la membrane plasmique dans la survie de Saccharomyces cerevisiae lors de perturbations hydriques : rôle clé de l'ergostérol

Involvement of the plasma membrane in saccharomyces cerevisiae resistance to hydric perturbations : key role of ergosterol

• Auteur / Autrice : Sébastien Dupont
• Direction : Patrick Gervais, Laurent Beney
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'alimentation
• Date : Soutenance le 11/07/2011
• Etablissement(s) : Dijon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale E2S Environnements, Santé, STIC (Dijon ; ....-2012)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génie de Procédés Microbiologiques et Alimentaires (Dijon) - Génie des Procédés Microbiologiques et Alimentaires (GPMA)
• Jury : Président / Présidente : Charles Ghommidh
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Ferreira, Emmanuel Guedon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Charles Ghommidh, Nicole Orange

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stérols

Saccharomyces cerevisiae

Membrane cellulaire

Aliments -- Déshydratation

Mots clés libres

Déshydratation

Membrane plasmique

Saccharomyces cerevisiae

Stérols

Dehydration

Plasma membrane

Saccharomyces cerevisiae

Sterols

Résumé

La conservation de microorganismes d’intérêt (ferments, probiotiques) sous forme sèche et revivifiable est très répandue dans l’industrie. Cependant, les procédés de déshydratation conduisent à des taux de survie variables en fonction du groupe, de l’espèce et de la souche de microorganismes considérée ainsi que du type de procédé utilisé (séchage, lyophilisation, congélation). La membrane plasmique (MP), de par sa position entre l’environnement intra et extracellulaire, est une cible privilégiée des perturbations hydriques. Les modifications de cette structure lors de stress hydriques sont décrites pour être directement impliquées dans la mort des microorganismes. La compréhension des réponses membranaires se produisant pendant un cycle de déshydratation/réhydratation est essentielle afin d’optimiser la survie des microorganismes lors des procédés de déshydratation. Les manipulations réalisées lors de cette étude ont visé à caractériser les modifications fonctionnelles (intégrité) et structurales (déformations, répartition latérale de microdomaines riches en stérols) de la MP de Saccharomyces cerevisiae lors de différents types de perturbations hydriques (déshydratations osmotiques de différentes amplitudes et cinétiques, séchage dans différentes ambiances gazeuses). L’impact de la composition de la MP sur la survie des levures a également été étudié par l’utilisation de mutants accumulant différents types de stérols au niveau membranaire. Ce travail a confirmé la forte implication de la MP dans la mort des cellules lors de perturbations hydriques. L’étude des modifications membranaires a permis d’élucider le lien entre la cinétique de déshydratation et la survie des levures. Il a également été montré que l’ergostérol est une molécule clé dans la survie des levures aux perturbations hydriques.

Preservation of microorganisms of interest (ferments, probiotics) in dry form is widespread in the industry. However, the dehydration processes lead to variable survival rates according to the group, species and strain of microorganism considered, but also according to the type of process used (drying, freeze drying, freezing). The plasma membrane (PM), by its position between the intra-and extracellular environment, is a target of hydric perturbations. Changes in this structure during hydric stresses are described to be directly involved in microorganism death. Understanding of membrane responses occurring during a dehydration/rehydration cycle is essential to maximize the survival of microorganisms in the process of dehydration.Manipulations performed in this study aimed to characterize functional (integrity) and structural (deformations, lateral distribution of sterol-rich microdomains) changes of the PM of Saccharomyces cerevisiae during different types of hydric perturbations (osmotic dehydration of different magnitudes and kinetics, drying in different gas atmospheres). The impact of the composition of PM on yeast survival was also studied by using mutants accumulating different types of sterols in membranes. This work confirmed the strong involvement of the PM in cell death during hydric perturbations. The study of membrane changes helped to elucidate the relationship between the kinetics of dehydration and survival of yeasts. It has also been shown that ergosterol is a key molecule for the survival of yeasts during hydric perturbations.