Résistance des spores de Bacillus subtilis face aux UV - Implication du DPA et caractérisation par microscopie photonique

UV resistance of Bacillus subtilis spores - Involvement of DPA and characterization by photonic microscopy

• Auteur / Autrice : Jonathan Dikec
• Direction : Jean-Marie Perrier-Cornet, Pascale Winckler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies agro-alimentaires
• Date : Soutenance le 19/12/2022
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Carlin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurence Dujourdy, Anne-Gabrielle Mathot, Pilar Junier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Carlin, Ivan Leguérinel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectres ultraviolets

Photochimie

Bacillus subtilis

Spores

Mots clés libres

Spores bactériennes

Photochimie

Acide dipicolinique (DPA)

Ultraviolet (UV)

Lumière pulsé infrarouge

Photoproduit

Spores

Photochemistry

Dipicolinic acid (DPA)

Ultraviolet (UV)

Infrared pulsed light

Photoproduct

Résumé

Ce projet de thèse a eu pour objectif d’étudier la résistance aux UVc des spores de Bacillus subtilis. La première partie de ce projet s’est focalisée sur la molécule d’acide dipicolinique (DPA) qui est connue pour être impliquée dans la résistance des spores aux UV. Cependant des zones d’ombre restaient encore non élucidées. Il est notamment connu que cette molécule forme des photoproduits fluorescents (DPAp), qui étaient encore non identifiés au début de ce projet. Aucune information concernant le rôle de ces DPAp dans la résistance aux UVc n’était alors disponible. Au cours de ce projet un protocole a été établi pour suivre l’apparition des ces photoproduits directement à l’intérieur du protoplaste des spores. Une méthode a également été mise en place pour introduire artificiellement des DPAp dans des spores. Certains de ces DPAp semblent avoir des effets bénéfiques pour les spores, en augmentant leur taux de germination, leur croissance et leur résistance aux UVc. Enfin, il semble que l’hydratation du DPA au moment de l’exposition aux UVc influence la formation des DPAp. La seconde partie de ce projet a quant à elle été dédié à la mise en place d’une exposition équivalente à de l’ UVc directement sous microscope et l’observation directe des dégâts engendrés sur les spores. L’utilisation d’un laser pulsé infrarouge pour fournir une énergie équivalente à celle des UV a cependant révélé que les dégâts engendrés sont différents de ceux trouvés en UV. Etonnement, les spores ne sont que deux fois plus résistantes que les cellules végétatives face à cette exposition. Les premiers résultats montrent que le DPA ne semble ici par avoir de rôle significatif. Finalement, la dernière partie de ce projet a été consacrée à la mise au point d’un marquage des structures de la spore compatible avec des méthodes d’imagerie super résolue PALM/STORM.

The aim of this project was to study the UVc resistance of Bacillus subtilis spores. The first part of this project focused on the dipicolinic acid molecule (DPA) which is known to be involved in the UV resistance of spores. However, some points remain unresolved. In particular, it is known that this molecule forms fluorescent photoproducts (DPAp), which were not identified at the beginning of this project. No information concerning the role of these DPAp in UVC resistance was available at that time. During this project, a protocol was established to follow the appearance of these photoproducts directly inside the spore core. A method was also set up to artificially introduce DPAp into the spores. Some of these DPAp seem to have beneficial effects for the spores, by increasing their germination rate, their growth and their resistance to UVc. Finally, it seems that the hydration of DPA at the time of UVc exposure influences the formation of DPAp. The second part of this project was devoted to setting up a UVc equivalent exposure directly under the microscope and directly observing the damage caused on the spores. Using a pulsed infrared laser to provide UV equivalent energy, however, revealed that the damage caused is different from that found in UV. Surprisingly, the spores were only twice as resistant as the vegetative cells to this exposure. The first results show that DPA does not seem to have a significant role here. Finally, the last part of this project was devoted to the development of a labeling of spore structures compatible with PALM/STORM super-resolved imaging methods.