Les exopolysaccharides (EPS) produits par les bactéries lactiques ont longtemps été considérés comme des composés indésirables dans le vin. En effet, le β-glucane produit par certaines souches bactériennes est responsable d’une altération qui rend le vin impropre à la consommation. Cependant, les polysaccharides produits par Oenococcus oeni, principale espèce de la fermentation malolactique (FML) qui est une étape essentielle participant à la stabilisation et la qualité du vin, n’ont jamais été associés à un quelconque défaut. Notre premier objectif était d'identifier le matériel génétique impliqué dans la production de polysaccharides, en termes d'évolution phylogénétique et de diversité, parmi une collection de 50 souches d’O. oeni. L'analyse bioinformatique des 50 séquences génomiques a révélé la présence de deux loci organisés en opéron et potentiellement impliqués dans la production d'hétéropolysaccharides, mais aussi la présence de gènes isolés de glycosyltransférases et glycosides hydrolases impliqués dans la synthèse d’homopolysaccharides. L’ensemble des souches analysées présentent au moins une des voies de biosynthèse des EPS, suggérant un rôle essentiel chez O. oeni. Par la suite, une approche biochimique des polysaccharides produits a été mise en place et a permis de confirmer les données génomiques. Une glycosyltransférase membranaire, jouant un rôle clé dans la production d'EPS, a été caractérisée afin de mieux comprendre le mécanisme de la synthèse EPS. Par ailleurs, l’étude physiologique des polysaccharides produits a révélé l’existence de deux phénotypes (forme libérée et capsulaire), chacun jouant un rôle dans la survie et l’adaptation de la bactérie au vin et au procédé de lyophilisation industriel, forme sous laquelle les souches commerciales sont proposées pour induire la FML. / Exopolysaccharides (EPS) of lactic acid bacteria have long ago been undesirable in wine. Indeed, β-glucan produced by certain strains of bacteria provokes wine spoilage and makes the wine commercially defective. However, the polysaccharides produced by Oenococcus oeni which is the main species to drive malolactic fermentation (MLF), an essential step for wine stabilization and quality improvement, are not to be blamed for any spoilage effect. Our first aim was to identify the genetic material implicated in polysaccharides production, in terms of phylogenetic evolution and diversity among the strains of our collection. The bioinformatic analysis of 50 O. oeni genomic sequences revealed the presence of two organized loci potentially implicated in the production of heteropolysaccharides and also the presence of isolated genes of glycosyltransferases and glycoside-hydrolases implicated in the production of homopolysaccharides. The presence of at least one biosynthetic pathways in all the strains tested shows the importance of the polysaccharides genes for Oenococcus oeni. Thereafter, we reached-up a biochemical approach of the produced polysaccharides, confirming the results of the bioinformatics research. Initially we characterized a membrane glycosyltranferase, playing a key role in the EPS production. The results allow us to better understand the mechanism of the EPS synthesis. Furthermore the physiology of the produced polysaccharides showed two possible phenotypes (liberated and capsular form) each one playing his role for the bacterial survival at his natural environment (wine) as well as at industrial level (production of malolactic starters).

Les probiotiques sont des micro-organismes vivants, capables d’interagir avec le microbiote et les cellules de l’organisme hôte. Par leurs présences ou leurs métabolismes, ils contribuent notamment à la régulation du système immunitaire. D’un point de vue technologique, le développement d’un complément alimentaire contenant des probiotiques nécessite la maitrise des étapes de sélection et de production d’une bactérie fonctionnelle sous forme sèche et revivifiable. Au cours de ce travail, nous avons développé des tests de criblage en cytométrie en flux, permettant de déterminer l’aptitude d’une bactérie à être séchée et l’origine de sa sensibilité. Pour mettre en place ces tests, nous nous sommes intéressés aux mécanismes mis en jeu lors du procédé de séchage. Ainsi, lors de la déshydratation, les micro-organismes vont subir simultanément un stress osmotique et un stress oxydant. Les résultats montrent un fort impact du séchage sur la viabilité et le potentiel immuno-modulateur avec une diminution de la composante pro-inflammatoire (IL-12). Pour protéger les bactéries, trois stratégies d’optimisation ont été développées : le séchage par formation de mousse, l’encapsulation dans une matrice alginate-protéines de pois, et le co-séchage d’une bactérie fragile avec une bactérie résistante. Les connaissances acquises au cours de cette étude ont permis d’optimiser la production industrielle de la souche finale du projet. Afin de répondre au nouveau cadre réglementaire européen, une étude clinique en double aveugle contre placébo est actuellement en cours (2011-2013) / Probiotics are live microorganisms that can act on the immune system at specific sites in the gastro-intestinal tract. From a technological point of view, the development of a dietary supplement containing viable and functional probiotics requires the control of the selection and production steps. In a first time, we have developed specific and sensitive screening tests to determine the ability of bacteria to be dried and the origin of its sensitivity. To develop these tests, we investigated the mechanisms involved during drying process. Thus, microorganisms simultaneously undergo osmotic stress and oxidative stress. Results show a strong impact of drying on the survival rate and immunomodulatory potential with a decrease of proinflammatory cytokines (IL-12). To protect probiotic bacteria, three optimization strategies have been developed: drying by foam formation, encapsulation of probiotic bacteria using a pea-protein alginate matrix and drying of a sensitive probiotic strain with a resistant bacterium. Knowledge obtained during this study was used to optimize the industrial process of the final strain of the project. A randomized double blinded (RDB) trial is in progress (2011-2013) to test the bacteria in humans

Lorsque des particules actives, des particules pouvant se mouvoir par elles-mêmes, sont mises en suspension dans un fluide, celles-ci peuvent avoir un comportement collectif. Dans ce document, nous présentons des travaux expérimentaux utilisant des Escherichia Coli, une particule biologique, des techniques microfluidiques, ainsi que des simulations numériques. Ceux-ci nous ont permis de caractériser les comportements collectifs de ces nageurs, leur modification en présence d'un cisaillement extérieur ainsi que l'impact de ces comportements microscopiques sur sa viscosité. Nous avons ainsi mis au jour le caractère progressif de l'apparition des mouvements collectifs avec la concentration, l'existence d'un taux de cisaillement critique commun pour les comportements individuels et collectifs des nageurs, ainsi qu'une rhéologie non-newtonienne de ces suspensions. / If we put active particles, ie. motile particles, in suspension into a _uid, collective behaviors can occur. In this document, we present experimental works using Escherichia Coli, a biological particle, micro_uidic devices, and numerical simulations. By these ways, we caracterized these swimmers, their collective motions, the impact of an external shear on their behavior, and rheological behavior of this kind of suspensions. We show that the typical size of these collective motions increases smoothly with the volume fraction, and that a critical shear rate exist and is the same for individual and collective motion under shear. We also show for that bacterial suspensions have a non-newtonian viscosity and describe their rheological behavior.

L'objectif global de ma thèse a été d'étudier un mécanisme cellulaire qui intervient dans la traduction des protéines : la trans-traduction. Nous avons étudié le rôle de ce mécanisme chez notre modèle d'étude, la bactérie pathogène de l'homme Legionella pneumophila, l'agent étiologique de la Légionellose. Ce travail a été réalisé sous forme de deux axes majeurs. D'abord, nous avons démontré l'essentialité de ce mécanisme pour la viabilité de cette bactérie et pour sa capacité à se multiplier intracellulairement dans des cellules eucaryotes. Puis nous avons évalué l'efficacité d'un nouvel antibiotique décrit comme étant un inhibiteur de la trans-traduction, pour le traitement de la Légionellose. Ces deux axes ont été complétés par un troisième axe qui visait la mise en place de la technique de Tn-seq chez L. pneumophila et l'archée Pyrococcus furiosus. Cet axe a permis l'ouverture de mes travaux à la recherche d'autres mécanismes essentiels dont nous ignorons le potentiel comme cible antibiotique, et à l'étude des mécanismes de transfert de gène horizontaux / The global objective of my thesis work was the study of a cellular mechanism involved in protein translation: trans-translation. We studied the role of that mechanism in a model organism, the human bacterial pathogen Legionella pneumophila that causes Legionnaire's disease. This work was performed under two principal axes. First, we demonstrated the essentiality of this mechanism for the growth in vitro and the intracellular multiplication of this bacterium in eukaryotic cells. Then, we assessed the efficiency of a new antibiotic compound described as an inhibitor of trans-translation against the etiologic agents of Legionnaire's disease. These two axes were then completed by a third axis, which aimed at implementing the Tn-seq technique in L. pneumophila and the archaea Pyrococcus furiosus. This approach allowed to open my work to the reseach of other essential mechanisms that could be used as antibiotic targets, and to the study of a mechanism of horizontal gene transfer

Les biopiles microbiennes (PACB) sont un type de pile à combustible utilisant des bactéries comme catalyseurs. Par la métabolisation de matières organiques, les bactéries produisent et transfèrent des électrons à une matrice conductrice. Les matériaux carbonés, comme les feutres de carbone (fibres de 10 µm de diamètre) sont adaptés comme matériau anodique. L’objectif de cette thèse est d’évaluer l’effet des paramètres expérimentaux et structuraux sur la formation du biofilm et sur le comportement électrochimique d’une bactérie électro-active à la surface d’une électrode. Suite à l’optimisation de la croissance de Shewanella oneidensis en condition de semi-aérobie, l’effet de la présence d’oxygène, de l’état de croissance de la bactérie et de la nature de l’électrolyte sur le transfert électronique, ont été évalué. La polarisation de l’anode a des potentiels compris entre -0.3 et 0.5 V conduit à deux conclusions : (i) Les bactéries sont plus sensibles a des potentiels positifs élevés en réacteur mono-compartiment. (ii) En PACB à deux compartiments, les potentiels négatifs et positifs conduisent à deux structures de biofilm différentes. Un biofilm artificiel a été conçu en encapsulant des bactéries dans une gel de silice incorporé dans un feutre de carbone. Il apparait que le transfert électronique des bactéries encapsulées varie en fonction de la rigidité du réseau de silice. Finalement, par l’electrospinning d’une solution de PAN et le traitement thermique de la membrane obtenue, une électrode formée de fibres micrométriques a été conçue. Son utilisation en PACB conduit à une augmentation des performances de la biopile. Le courant anodique augmente d’un facteur 10 à 100. / Microbial fuel cells (MFC) are a type of fuel cells based on bacteria as biologic catalysts. By the metabolism of organic compounds, these micro-organisms produce and transfer electrons to a conductive matrix. The objective of this study is to evaluate the impact of working conditions and structural parameters on the biofilm formation and the electrochemical behaviour of electroactive bacteria. By optimising the bacterial growth of Shewanella oneidensis strain in semi-aerobic condition, various working condition was evaluated to better understand the interaction between a carbon felt (CF) electrode and the bacteria. It appears that the bacterial state of growth influences the electron transfer of the cells, as well as the electrolyte nature. The effect of the anodic polarization was evaluated by applying various poised potential between -0.3 V and 0.5 V in both single and dual-chamber MFC. This study leads to the conclusion that bacteria are more sensible to highly positive potential in membrane-less MFC. On the contrary, in dual-chamber reactors, both positive and negative potential leads to the formation of different biofilm architectures. Then, an artificial biofilm was created by incorporating bacteria encapsulated into a silica gel into a CF. The electrochemical behaviour of bacteria seems sensible to the tightness of the silica network. Finally, by the electrospinning of polyacrylonitrile solution and then the annealing of the fiber mat, an electrode with micro-scaled carbon fibers was produced. The use of this electrode as an anode in a MFC leads to an increase of the MFC performance and more specially of the anodic current density by a factor 10 to 100.

Lors d’infections, l'identification rapide des micro-organismes est cruciale pour améliorer la prise en charge du patient et mieux contrôler l'usage des antibiotiques. L’électrochimie présente plusieurs avantages pour les tests rapides : elle permet des analyses in situ, faciles et peu chères dans la plupart des liquides. Son utilisation pour l’identification bactérienne est récente et provient de la découverte de molécules donnant de forts signaux redox dans le surnageant de bactéries du genre Pseudomonas.Cette thèse s’intéresse à l’analyse de surnageants de la bactérie Pseudomonas aeruginosa, 4e cause de maladies nosocomiales en Europe. Tout d’abord, l’intérêt de l’analyse électrochimique de surnageants de culture dans une visée d’identification a été évalué. Pour cela, après l’étude de 4 potentiels biomarqueurs de la présence de cette bactérie en solutions modèles, l’analyse électrochimiques de surnageant de plusieurs souches P. aeruginosa a été effectuée. Les résultats obtenus sont prometteurs. Ils mettent en évidence une signature électrochimique complexe et souche-dépendante du surnageant.La suite de la thèse s’est intéressée à l’amplification de la détection électrochimique grâce à l’utilisation du polymère conducteur PEDOT:PSS. Il a été choisi pour ses bonnes propriétés électrochimiques, sa biocompatibilité et sa facilité de mise en forme. Il a tout d’abord été utilisé sous forme de films minces pour confirmer son pouvoir d’amplification. Une électrode 3D a ensuite été fabriquée par lyophilisation. L’utilisation de ce type d’électrode permet d’amplifier encore la détection en augmentant la surface d’échange mais aussi en confinant les bactéries dans l'électrode. / During infections, microorganisms fast identification is critical to improve patient treatment and to better manage antibiotics use. Electrochemistry exhibits several advantages for rapid diagnostic: it enables easy, cheap and in situ analysis in most liquids. Its use for bacterial identification is recent and comes from the discovery of molecules giving strong redox signals in the bacterial supernatant of the Pseudomonas genus.This thesis focuses on the supernatants analysis of the bacterium Pseudomonas aeruginosa. This bacteria is the fourth cause of nosocomial infections in Europe. First, the interest of supernatants electrochemical analysis for identification was evaluated. For this, after the study of four redox biomarkers of this bacterium in model solutions, supernatant electrochemical analysis of several strains of P. aeruginosa was performed. The results are promising. They highlight a complex strain-dependant electrochemical signature of the supernatant.Following, we focused in the amplification of the electrochemical detection through the use of the conductive polymer PEDOT: PSS. This polymer was chosen for its good electrochemical properties, its biocompatibility and its easy shaping. It was first used as a thin films to confirm its amplification power through biomarker adsorption. Then, a 3D electrode was made by freeze drying. The use of this type of electrode can further amplify the detection by increasing the exchange surface as well as confining the bacteria in the electrode.

La fabrication fromagère a depuis longtemps réalisé sa révolution technologique avec la disparition progressive des techniques fermières et l'avènement des pratiques industrielles. Les cuves de cuivre ont été délaissées au profit du tout inox et l'utilisation du lait pasteurisé a augmenté. Néanmoins une part non négligeable des micro-organismes d'affinage provident encore d'un ensemencement spontané par le lait, l'environnement ou le matériel de fabrication. Cette flore naturelle est en grande partie à l'origine : (i) de la richesse et de la diversité organoleptiques des produits traditionnels, (ii) des différences observées entre un fromage industriel fabriqué avec du lait pasteurisé réensemencé avec un levain standard et un fromage " Apellation d'Origine Contrôlée au lait cru " de qualité. Compte tenu de l'évolution des pratiques de fabrication (renforcement des règles d'hygiène réduisant les sources naturelles d'ensemencement traitement du lait par pasteurisation ou microfiltration ; exigence de reproductibilité en utilisant des souches spécifiques présélectionnées), l'utilisation de flores d'affinage sous forme de ferments à additionner au lait doit être de plus en plus envisagée. Le secteur " artisanal " a un grand besoin de recherche et de développement (R&D) afin de conserver ses fabrications traditionnelles, comme les A.O.C qui représentent plus de 10% de la production fromagère en valeur. Les professionnels du fromage souhaitent identifier les souches les plus appropriées à chacun de leurs produits, afin de garantir leur typicité et une reproductibilité de fabrication. Les fromages à pâte molle et croûte lavée comme le Munter et l'Epoisses possèdent une croûte, appelée morge, allant du beige au brun, en passant par le jaune et le rouge-orangé. C'est cette couleur, en plus du caractère organoleptique particulier, que les fromagers cherchent à typer et à reproduire par l'utilisation des souches pigmentées. On a longtemps pensé que cette pigmentation était due uniquement au " ferment du rouge ", Brevibacterium linens. Mais des études récentes ont mis en évidence le rôle non négligeable d'autres bactéries sur la pigmentation de ces fromages, en particulier les corynébactéries et les microcoques. La recherche et la sélection de bactéries pigmentées sauvages par des méthodes simple à mettre en œuvre, la connaissance des mécanismes microbiologiques et moléculaires de la synthèse de pigments et de la coloration des fromages, permettraient de développer des cocktails de souches spécifiques à chaque production fromagère. La première phase du projet consistera en l'isolement de plusieurs centaines de souches sur des fromages issus de terroirs suivants : Epoisses, Reblochon, Munster, Livarot. Ensuite, pour chaque A.O.C., 25 souches d'Arthrobacter correspondant à des teintes variables seront caractérisées d'un point de vue pigmentation :- aspect, teinte sur milieu gélosés,- cinétiques de production en milieu solide et en milieu liquide,- cultures en masse, méthodes d'extraction des pigments,- quantité de pigments produite (production volumique mg/L de milieu) (production spécifique mg/g MS),- valeurs spectrocolorimétriques (L a*b*C*h),- profil HPLC,- HPLC-MS,- RMN des pigments purifies. Les facteurs influençant la production de pigments (substrats ; cultures mixtes-levures désacidifiantes / bactéries ; lumière…) seront étudiés, en portant l'accent sur des milieux de type fromage, voire des caillés modèles. / Smear-ripened soft cheeses, characterized by their orange-red color on rind, are dairy products widely consumed in Europe. The surface color is due essentially to carotenoids, in combination with other pigments, produced by the cheese microflora during ripening. Arthrobacter sp. is one of the major microorganisms occurred on the surface of cheeses, particularly in smear-ripened cheeses, where it is assumed to be responsible for yellow pigmentation of the cheese rind because of its characteristic overall color and its involvement at the different stages of cheese ripening. Pigment-producing microorganisms are commonly found in the nature. Nowadays, pigment-producing microorganisms have been increasing of interest in many scientific disciplines and applications have broadened in the industry because of their biotechnological advantages. As the present trend entirely the world is shifting toward the use of eco and biodegradable products, the requirement for natural ingredients, especially natural colorants, is increasing day by day. The first part of this thesis highlights the crucial role of microorganisms as potential sources of natural pigment production by reviewing a large number of research works related to pigments biosynthesized by microorganisms which were published over the past 10 years by private companies or academic laboratories, with an emphasis on pigments providing for the application in foods. Since the genus Arthrobacter is a group of metabolically versatile bacteria which widely distributed in nature, some parts of this thesis include the review presenting the possibility to produce pigmented Arthrobacter sp. biomasses as novel sources of food colorants; furthermore, the beneficial aspects of Arthrobacter sp. and their promising significances in the dairy industry are also addressed. Considering the significance of Arthrobacter sp. in smear-ripened cheeses, the economically important dairy products, the aim of research described in this thesis is to investigate the implication of this bacterium, particularly Arthrobacter arilaitensis, in the coloration of these cheeses in several aspects covering (i) diversity of pigment production among strains, (ii) kinetic of pigment synthesis, (iii) identification of chemical characteristic of pigments, (iv) colorimetric characterization of pigmentation, and (v) influences of environment i.e. light, pH, NaCl and deacidifying yeasts on the production and the color development of pigments. Among 14 strains of Arthrobacter arilaitensis studied, two groups depending on their ability of carotenoid production could be divided, carotenoid-producing and non-pigmented strains. A growth-associated pigmentation probably applied to indicate the kinetic of carotenoid synthesis by these strains. The diversity of pigment concentration among the carotenoid-producing strains was low, related to the characteristics of pigmentation determined by quantitative spectrocolorimetry. The HPLC-PDA-APCI-MS analysis of extracted pigments of a representative strains revealed 8 different carotenoids showing C50 decaprenoxanthin as the major accumulated carotenoids. Changes in the color development of A.arilaitensis strains under the influences of physical, chemical and biological factors were obtained through spectrocolorymetry. Three groups depending on a coloration behavior affected by light were illustrated e.g. positively sensitive, negatively sensitive and not sensitive to light. The acidic pH and high concentration of salt showed the efficiency inhibited effect on pigmentation of a representative strain of carotenoid-producing A. arilaitensis. In combination of pH and NaCl, deacidifying yeasts were obviously related to the pigment production of A. arilaitensis. The highest average value of color saturation were observed on the studied media deacidified by Debaryomyces hansenii at pH 7.0, displaying intense yellow.

Ce travail de thèse constitue une nouvelle approche de l’étude du comportement des bactéries immobilisées dans des matrices inorganiques centrée sur l’influence d’un champ magnétique sur le comportement cellulaire. Des nouveaux gels incorporant des nanoparticules de magnétite ont été élaborés par voie sol-gel dans des conditions cytocompatibles et caractérisés par diffraction des rayons X, sorption d’azote, microscopie électronique en transmission (MET) et mesures magnétiques. Après une étude de viabilité des bactéries modèles Escherichia coli immobilisées, le procédé d’encapsulation a été étendu aux bactéries magnétotactiques Magnetospirillum magneticum. L’effet d’un champ magnétique statique sur ces deux types de microorganismes a été étudié. Enfin, les processus de biominéralisation intracellulaire chez les bactéries magnétotactiques ont été suivis en présence et en absence d’un champ magnétique statique sur des cellules immobilisées et en suspension. Cette approche nous a permis de comprendre les phénomènes liés à l’encapsulation et à l’exposition à un environnement magnétique extérieur. Des effets originaux du champ magnétique continu sur la cinétique de production des magnétosomes et sur la dynamique collective des chaînes de magnétosomes à l’intérieur des cellules encapsulées ont pu être mis en évidence. / This work constitutes a new approach to the study of the behavior of immobilized bacteria in inorganic matrices focusing on the influence of a magnetic field on cell behavior. Novel gels incorporating magnetite nanoparticles were prepared by the sol-gel process in cytocompatible conditions and were characterized by X-ray diffraction, nitrogen sorption, transmission electron microscopy (TEM) and magnetic measurements. After studying the viability of immobilized model bacteria Escherichia coli, the encapsulation process was extended to magnetotactic bacteria Magnetospirillum magneticum. The effect of a static magnetic field on these two types of microorganisms was studied.Finally, the process of intracellular biomineralization in magnetotactic bacteria was followed in the presence and absence of a static magnetic field on the immobilized cells and suspension. This approach allowed us to understand the phenomena related to encapsulation and exposure to an external magnetic environment. New effects of the continuous magnetic field on the kinetics of magnetosome production and on the collective dynamic of magnetosome chains within the encapsulated cells are described.

L'étude des champignons saprophytes tel que Phanerochaete chrysosporium est fondamentale car ces organismes, capables de dégrader la lignine, ont un fort potentiel en biotechnologie. Il a été démontré que la bactérie Sphingobium sp. SYK-6 possède des enzymes (ligE, ligF et ligG) appartenant à la famille des glutathion transférases (GST) qui successivement réduisent le lien éther (rôle éthérase) entre les unités de la lignine et déglutathionylent le produit dérivé conjugué (rôle lyase). Ce travail expose les relations entre la structure et la fonction des LigE, F et G de Sphingobium sp. SYK-6 et de deux classes de GST du champignon saprophyte Phanerochaete chrysosporium : une potentiellement liée aux éthérases (GSTFuA) et une potentiellement reliée aux lyases (GST Xi). Les structures cristallographiques des GSTFuA1, 2 et 3 de P. chrysosporium ont été résolues. L'analyse des modèles a permis de révéler une nouvelle classe structurale de GST avec des propriétés uniques. Ces caractéristiques ont pu être reliées à la fonction de ligandine et au profil catalytique de cette nouvelle classe de GST. Parallèlement, les études structurales des LigE et F de Sphingobium sp. SYK-6 sont en voie d'achèvement. La structure cristallographique de la GSTX1 de P. chrysosporium présente des caractéristiques structurales spécifiques qui nous ont conduit à la proposer comme leader d'une nouvelle classe structurale nommée Xi. L'enzyme ne présente pas d'activité lyase vis-à-vis des substrats des LigG, mais en revanche possède une fonction hydroquinone réductase (GHR). Parallèlement, la LigG a été étudiée, et s'apparente structuralement et fonctionnellement la classe Oméga des GST / Phanerochaete chrysosporium is a very interesting saprophytic fungus because it decays wood, by degrading lignin while leaving cellulose which is a renewable source of energy. The soil bacterium Sphingobium sp. SYK-6 possesses enzymes (LigE, LigF and LigG) that cleave the beta-aryl ether linkage of lignin model compounds. LigE and LigF are glutathione dependent enzymes that reduce the ether bond (etherase activity) and LigG catalyzes the elimination of glutathione (lyase activity). This study presents the structure-function relationships of Lig enzymes and of two new classes of GST from P. chrysosporium : one potentially related to LigE (GSTFuA) and one potentially connected to LigG (GST Xi). The crystallographic structures of GSTFuA1, 2 and 3 from P. chrysosporium were solved. The analysis of the models reveals a new structural class of GST with unique properties. These characteristics could be connected to the ligandin function and to the catalytic pattern of this new class of GST. In parallel, structural studies of LigE and LigF from Sphingobium sp. SYK-6 are nearly completed. The crystallographic structure of the GSTX1 from P. chrysosporium exhibits specific structural properties which allowed us to define a new structural class (Xi) in the GST superfamily. The enzyme is a S-glutathionyl-(chloro)hydroquinone reductase (GHR) that does not present a lyase activity with LigG substrate. In parallel, high resolution structure of LigG was obtained; this enzyme can be related structurally and functionally to the GST Omega class

La qualité de l'eau est une préoccupation majeure pour la santé publique et la préservation de l'environnement. Nous proposons d’utiliser les phages comme des biosenseurs pour détecter les pathogènes humains ou animaux présents dans les eaux de surface, un outil nommé Phagosensor.La mise au point d’un phagosensor prototype a permis d’optimiser la détection des bactéries par cytométrie en flux. Les résultats montrent que cet outil est extrêmement rapide, sensible, et très spécifique. L’outil phagosensor permet de détecter des bactéries cibles présentes dans un environnement complexe tel que l’eau de mer.Le prototype fonctionnel a servi de base à la construction de phagosensors spécifiques de bactéries pathogènes. Les résultats montrent que la stratégie développée à partir du prototype peut être rapidement transposée à la détection de pathogènes tel que Salmonella. Le séquençage de novo et l’annotation des génomes de trois phages isolés de l’environnement permettront la construction de nouveaux phagosensors spécifiques de souches d’E. coli pathogènes.Cette stratégie a été adaptée à la détection d’un signal luminescent post-infection en utilisant les phages recombinants portant l’opéron luxCDABE. Les bactéries infectées sont rapidement détectables.L’ensemble de ces résultats démontre que la stratégie développée est applicable à la construction de phagosensor sur demande pour une détection rapide, sensible et spécifique des bactéries d’intérêt que ce soit en fluorescence ou en luminescence. La détection dans l’eau de mer suggère, qu’à terme, des outils pourront être conçus pour la détection de bactéries pathogènes dans d’autres matrices telles que le sang ou les aliments. / Water quality is a major concern for public health and natural environment preservation. We propose to use phages to develop biosensor tools able to detect human and animal pathogens present in water. The construction of a phagosensor prototype using an optimized genetic engineering strategy, infection and detection conditions, allowed the specific detection of bacteria. The results show that detection is fast, specific and highly sensitive. Moreover, the phagosensor tool detects target bacteria in a complex environment such as seawater. Phagosensors specific of pathogenic bacteria were constructed following the strategy developed for the prototype. Results show that the strategy we designed can be successfully transposed to detect pathogens such as Salmonella. De novo sequencing and genomes annotation of three phages isolated from the environment were carried out to develop phagosensors that are specific of pathogenic E. coli. This technology was then adapted to detect a luminescent signal arising post-infection using genetically modified phages carrying the entire luxCDABE operon. The bacteria infected with the lux recombinant phages were rapidly detected by luminescence emission. Together, these results demonstrate that our technology can be applied to construct various phagosensors adapted to the detection of different bacterial species of interest and using at least two output signals. These tools allow a rapid, specific and highly sensitive detection that are close to the European guideline. Efficient bacterial detection in seawater suggests that phagosensors could be developed to detect pathogenic bacteria in other matrices such as blood or food.