Restauration de la compétence chez Lactococcus lactis et Lactococcus cremoris

Details

Supervisors

Hols, Pascal ; Toussaint, Frédéric

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire, à finalité approfondie

Abstract

Lactococcus lactis et Lactococcus cremoris sont deux espèces de bactéries lactiques utilisées dans la production de produits fermentés, mais également très étudiées en recherche fondamentale et appliquée. La modification génétique de ces bactéries est donc une étape indispensable qui pourrait être grandement facilitée par le processus d’échange de gènes qu’est la transformation naturelle (TN). Cette dernière est un mode de transfert horizontal de gène(s) par lequel la cellule réceptrice capture et intègre dans son génome une molécule d’ADN exogène. La TN se produit uniquement lorsque la cellule est dans un état transitoire appelé la compétence. Cet état est divisé en deux phases : la phase précoce et la phase tardive. La phase précoce comprend l’activation du régulateur central de la compétence par des signaux environnementaux et/ou physiologiques. Ce régulateur active ensuite la phase tardive responsable de la biosynthèse de la machine de transformation (transformasome). Chez les lactocoques, il a été récemment montré que l’expression du régulateur central ComX était directement contrôlée par des régulateurs nutritionnels et de stress, ainsi que par la machinerie de dégradation ClpCP. Cependant, les taux de TN obtenus en modulant l’activité de ces régulateurs sont très variables d’une souche à l’autre, malgré la présence de l’intégralité des gènes tardifs. Par ailleurs, il est possible d’induire la TN de manière artificielle, en surexprimant le régulateur central comX et en réparant les gènes tardifs si ceux-ci sont mutés. Cette réparation peut être réalisée soit en trans via une version réparée du gène sur un plasmide, soit en cis via la réparation du gène au sein du chromosome. Ce mémoire a pour objectif d’évaluer l’utilisation de la TN comme méthode de modification génétique dans des souches modèles de laboratoire de L. lactis et L. cremoris, ainsi que dans des souches dites industrielles. Le travail s'articule en trois parties. La première partie se concentre sur la souche de laboratoire L. cremoris MG1363. Nous y avons développé un système d'induction inédit afin d'induire la compétence de manière artificielle. Ce système sera appliqué à MG1363 mais également à d'autres souches L. lactis. La seconde partie concerne la restauration de la compétence chez la souche de laboratoire L. lactis IL1403 dans laquelle nous avons réparé les gènes de compétence mutés. Nous y avons également étudié le système d'induction ComRS. La dernière partie traite de souches industrielles chez lesquelles nous avons optimisé les conditions de transformation en utilisant les systèmes d'induction au xylose et ComRS.