Note ABES Crust des spores de Bacillus subtilis : voies de biosynthèse et influence des conditions de sporulation sur sa structure et les propriétés de surface des spores Crust of Bacillus subtilis spores : biosynthetis pathways and influence of sporulation conditions on its structure and surface properties of spores Acide legionaminique Couche muqueuse des spores Bacillus subtilis Spores Crust Legionaminic acid Surface/adhesion Sporulation conditions Bacillus subtilis Spores Bactéries sporulantes Bactéries -- Adhésivité Contamination de surfaces Les bactéries du groupe Bacillus subtilis sont des bactéries sporulantes responsables de contamination récurrentes au sein des industries agro-alimentaires. La capacité des spores de B. subtilis à résister à des conditions environnementales extrêmes et à adhérer aux surfaces explique la persistance de ces bactéries au sein des chaines de transformation. Chez B. subtilis, la couche la plus externe des spores est le crust. Le crust est composé de protéines et de glycanes et il confère aux spores leur propriétés de surface et d'adhésion. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux gènes impliqués dans la biosynthèse des glycanes du crust. Nous avons mis en évidence que les gènes spsM et spsCDEFG codent les enzymes formant la voie de biosynthèse de l'acide legionaminique (Leg), un acide nonulosonique nécessaire à l'assemblage du crust. En absence de Leg, les spores sont plus hydrophobes, plus adhérentes et moins chargées à leur surface. Nous avons également montré que les gènes cgeB et cgeD, qui codent des glycosyltransférases putatives, sont nécessaires à la formation du crust. Les mutants de ces gènes produisent des spores qui sont plus hydrophobes et plus adhérentes et leur crust contient moins de rhamnose et d'acide legionaminique. Le second objectif de cette thèse a été d'étudier l'impact des conditions de sporulations sur les propriétés de surface et d'adhésion des spores. Nous avons montré qu'une carence en cation divalents (Ca2+ ou Mg2+), une disponibilité en oxygène réduite, la présence d'agents oxydants ou un environnement acide lors de la sporulation entrainent la production de spores plus hydrophobes et adhérentes. Nous avons démontré que ces modifications des propriétés de surface sont généralement associées à des modifications de la structure et/ou de la composition du crust. Le crust des spores produites dans un milieu de sporulation carencé en Ca2+ ou Mg2+ ou dans des conditions d'oxygénation réduite contiennent des quantités plus faibles de rhamnose et d'acide légionaminique. Nous avons également montré qu'une plus faible disponibilité en oxygène ou l'ajout de peroxyde d'hydrogène pendant la sporulation diminue la quantité de deux protéines du crust (CgeA et CotY) et que les changements observés dans ces conditions pourraient être dus à la répression de la transcription des gènes impliqués dans la synthèse du crust en phase stationnaire tardive. Le fait que les conditions de sporulation affectent la facilité avec laquelle les spores contaminent les surfaces pourrait expliquer la récurrence de la contamination des chaînes de transformation alimentaire par les spores de B. subtilis. Bacillus subtilis are spore-forming bacteria responsible for recurrent contamination in the food industry. The ability of B. subtilis spores to resist extreme environmental conditions and to adhere to surfaces explains the persistence of these bacteria in processing plants. In B. subtilis the outermost layer of the spores is the crust. The crust is composed of proteins and glycans and gives the spores their surface and adhesion properties. In this study we investigated the genes involved in the crust glycans biosynthesis. We have shown that the spsM and spsCDEFG genes encode the enzymes forming the biosynthesis pathway of legionaminic acid (Leg), a nonulosonic acid required for crust assembly. In absence of Leg, spores are more hydrophobic, more adherent and less charged on their surface. We also demonstrated that the genes cgeB and cgeD encode putative glycosyltransferases required for crust biosynthesis. Mutants of these genes produce spores that are more hydrophobic and adherent and their crust contains less rhamnose and legionaminic acid. The second objective of this study was to investigate the effect of sporulation conditions on the surface and adhesion properties of spores. We have shown that a depletion in divalent cation, a lower oxygen availability, the presence of oxidizing agents or an acidic environment during sporulation lead to the production of more adherent and hydrophobic spores. We have shown that these changes in surface properties are generally associated with changes in crust structure and/or composition. The crust of spores produced in a Ca2+ or Mg2+ deficient sporulation medium or under reduced oxygenation conditions contain lower amounts of rhamnose and legionaminic acid. We also showed that lower oxygen availability or the addition of hydrogen peroxide during sporulation decreases the amount of two crust proteins (CgeA and CotY) and that the changes observed under these conditions could be due to the repression of transcription of genes involved in late stationary phase crust synthesis. The fact that sporulation conditions affect the ease with which spores contaminate surfaces could explain the recurrence of contamination of food processing chains by B. subtilis spores. Electronic Thesis or Dissertation Text fr en PDF 13573007 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2023/2023ULILR033.pdf https://theses.hal.science/tel-04394553 https://theses.hal.science/tel-04394553 https://theses.hal.science/tel-04394553 https://theses.hal.science/tel-04394553 https://theses.hal.science/tel-04394553 https://theses.fr/2023ULILR033/abes https://theses.hal.science/tel-04394553 https://theses.hal.science/tel-04394553 https://theses.hal.science/tel-04394553 The sps Genes Encode an Original Legionaminic Acid Pathway Required for Crust Assembly in Bacillus subtilis Thomas Dubois Frederic Krzewinski Nao Yamakawa Christelle Lemy Audrey Hamiot Loïc Brunet Anne-Sophie Lacoste Yuryi Knirel Yann Guerardel Christine Faille mBio en 2020 Text Sporulation conditions influence the surface and adhesion properties of Bacillus subtilis spores Audrey Hamiot Christelle Lemy Frederic Krzewinski Christine Faille Thomas Dubois Frontiers en 2023 Text Hamiot Audrey Hamiot 1989-06-25 FR 274453630 https://theses.fr/2023ULILR033 2023ULILR033 https://doi.org/10.70675/ec0565b4z6665z40a4zb430z2585ce963c2d 2023-07-05 Biotechnologies agroalimentaires, sciences de l'aliment, physiologie Université de Lille (2022-....) 259265152 Doctorat Docteur es oui oui Faille Christine MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 033724415 Bénézech Thierry MADS_PRESIDENT_DU_JURY 059743131 Broussolle Véronique MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 151715122 Midelet Graziella MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 068446101 Dubois Thomas MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 166506273 Oulahal Nadia MADS_RAPPORTEUR_1 166511714 Coroller Louis MADS_RAPPORTEUR_2 118196464 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 1002334 161609465 Processus aux Interfaces et Hygiène des Matériaux (PIHM) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 168052059 ddc:660 Faille Christine Bénézech Thierry Broussolle Véronique Midelet Graziella Dubois Thomas Oulahal Nadia Coroller Louis École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord) UMET - Unité Matériaux et Transformations Processus aux Interfaces et Hygiène des Matériaux (PIHM) PDF 13573007