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dc.contributor.advisorRoy, Sébastien
dc.contributor.advisorMalouin, François
dc.contributor.authorNadeau, Jessicafr
dc.date.accessioned2019-05-23T14:28:21Z
dc.date.available2019-05-23T14:28:21Z
dc.date.created2017fr
dc.date.issued2019-05-23
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11143/15542
dc.description.abstractLes souches de bactéries pathogènes multirésistantes aux antibiotiques sont de plus en plus prévalentes dans les hôpitaux et la communauté. La découverte de nouveaux antibiotiques s’avère dès lors primordiale pour combattre ces pathogènes émergeants. Plusieurs actinomycètes du sol sont connus pour sécréter des antibiotiques leur permettant de contrecarrer la compétition dans les environnements pauvres en nutriments. De ce fait, ces microorganismes sont régulièrement exploités à l’échelle industrielle pour la production d’antibiotiques ; ces derniers s’avèrent d’une grande importance pour l’industrie pharmaceutique. Chez ces microorganismes, les évènements de différenciation cellulaire et de production d’antibiotiques sont souvent reliés. Malgré leurs applications dans les domaines de l’environnement et de la santé, les actinomycètes du sol appartenant au genre Frankia s’avèrent encore aujourd’hui très peu étudiés. Malgré tout, plusieurs antibiotiques ont déjà été caractérisés chez le genre Frankia et des études de protéomique et de génomique ont également démontré la présence de plusieurs ilots de gènes potentiellement impliqués dans la biosynthèse d’antibiotiques chez ces actinomycètes. Par ailleurs, différentes morphologies cellulaires ont été identifiées chez Frankia spp. : l’hyphe végétatif, le sporange et la vésicule. Chez Frankia alni ACN14a, une quatrième morphologie cellulaire est parfois observée au laboratoire, il s’agit du Reproductive torulose hyphae (RTH). L’apparition sporadique de cette morphologie cellulaire dans différentes conditions de culture suggère qu’elle fait partie intégrante du cycle de vie chez cette souche. Au laboratoire, plusieurs milieux permettant une différenciation cellulaire massive vers l’hyphe toruleux chez Frankia alni ACN14a ont été développés. Ces derniers induisaient également la formation massive de sporanges chez une souche présentant une grande similarité génétique : Frankia sp. ACN10a. Vu la fréquence d’un lien existant entre les évènements de différenciation cellulaire et de production d’antibiotiques chez les actinomycètes, le projet visait tout d’abord à optimiser la différenciation cellulaire chez Frankia alni ACN14a et Frankia sp. ACN10a en vue d’obtenir une différenciation cellulaire massive et reproductible. Un criblage pour déterminer l’influence sur la différenciation cellulaire de différents paramètres impliqués dans la préparation de l’inoculum au laboratoire a démontré que le nombre de passages d’une préculture, la densité d’inoculation d’une préculture, l’âge d’un inoculum et le degré d’homogénéisation d’un inoculum influençaient l’état physiologique des cultures de Frankia alni ACN14a et Frankia sp. ACN10a. Selon l’état physiologique de l’inoculum, les cultures subséquentes présentaient ou non la capacité de se différencier et de produire des antibiotiques. Chez Frankia alni ACN14a, la différenciation cellulaire et la production d’antibiotiques s’avéraient supérieures lorsque la préculture était passée à une concentration protéique autour de 15 à 20 μg de protéines/ml et homogénéisée avec 10 coups de piston de seringue munie d’une aiguille. Chez la souche Frankia sp. ACN10a, la production d’antibiotiques semblait favorisée par un passage plus restreint des cultures, alors que l’obtention de sporange semblait favorisée par un nombre de passages supérieur des précultures. Par l’entremise d’essais de diffusion en agar, une évaluation du potentiel antimicrobien d’extraits de surnageant a également indiqué une capacité biosynthétique intéressante chez les deux souches à l’étude. Dans certaines conditions, Frankia alni ACN14a présentait une activité antibiotique envers plusieurs souches d’importance clinique telles Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus. Chez la souche Frankia sp. ACN10a, l’activité antibiotique semblait plutôt limitée à P. aeruginosa. Par ailleurs, plusieurs paramètres impliqués dans la préparation de l’inoculum au laboratoire ont été démontrés comme influençant la capacité de biosynthèse d’antibiotiques chez ces souches. Notamment, l’emploi d’un inoculum âgé de quatre semaines favorisait une activité antibiotique plus diversifiée chez Frankia alni ACN14a. Le lien existant entre les évènements de différenciation cellulaire et de production d’antibiotiques a été évalué chez ces deux souches. Tel qu’établis chez plusieurs actinomycètes, les évènements de différenciation cellulaire et de production d’antibiotiques semblent partiellement liés chez Frankia alni ACN14a. À l’opposé, aucun lien indissociable entre les évènements de différenciation cellulaire et de production d’antibiotiques n’a pu être établi chez Frankia sp. ACN10a, malgré la grande proximité génétique chez ces deux souches. Par ailleurs, une expérience ayant pour but d’optimiser la différenciation cellulaire chez une biomasse non homogénéisée de Frankia alni ACN14a a mené à la découverte du rôle important que semble jouer le CO2 sur le métabolisme de cette souche. Deux expériences subséquentes en bioréacteurs ont permis de constater qu’une présence de CO2 stimulait la prolifération cellulaire et inhibait la différenciation cellulaire vers le morphotype RTH chez cette souche. À l’opposé, une inhibition de la prolifération cellulaire en absence de CO2, chez Frankia alni ACN14a, a permis la différenciation cellulaire vers l’hyphe toruleux chez 20 % des cellules à l’échelle de bioréacteur. Malgré ces observations, aucun lien direct entre la concentration en CO2 et la capacité biosynthétique de composés antibiotiques n’a pu être établi chez Frankia alni ACN14a. Toutefois, plusieurs expériences ont démontré que le CO2 semble occuper un rôle important au niveau du métabolisme chez Frankia alni ACN14a et que sa concentration se doit d’être finement régulée pour permettre la différenciation cellulaire à l’échelle de microplaque et de bioréacteur. De façon générale, les travaux effectués ont permis d’une part d’approfondir les connaissances fondamentales sur les actinomycètes appartenant au genre Frankia, mais aussi de mettre en évidence un potentiel biosynthétique d’importance envers plusieurs souches bactériennes d’intérêt clinique.fr
dc.language.isofrefr
dc.publisherUniversité de Sherbrookefr
dc.rights© Jessica Nadeaufr
dc.rightsAttribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification 2.5 Canada*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ca/*
dc.subjectFrankia spp.fr
dc.subjectActinomycètefr
dc.subjectMétabolismefr
dc.subjectAntibiotiquesfr
dc.subjectDifférenciation cellulairefr
dc.subjectReproductive torulose hyphaefr
dc.subject« RTH »fr
dc.subjectDioxyde de carbonefr
dc.titleDifférenciation cellulaire et production de métabolites secondaires chez Frankia SPPfr
dc.typeMémoirefr
tme.degree.disciplineBiologiefr
tme.degree.grantorFaculté des sciencesfr
tme.degree.levelMaîtrisefr
tme.degree.nameM. Sc.fr


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