Notre objectif est d’évaluer la sérologie, la biologie moléculaire et la culture pour le diagnostic des infections liées aux bactéries intracellulaires.La sérologie occupe une place importante dans le dépistage, le suivi et le monitoring des patients présentant une infection cardiovasculaire à C. burnetii ou Bartonella. Cependant, nous avons montré quelques limites aux seuils précédemment établis pour le diagnostic d’endocardite. Ce travail suggère que les faibles titres d’anticorps n'excluent pas le diagnostic de l'infection cardiovasculaire chez les patients ayant des facteurs prédisposant et qu'une valeur de seuil sérologique ne peut fournir une VPP de 100%.La qPCR réalisée sur des prélèvements cardiovasculaires pour le diagnostic d’endocardite à C. burnetii et Bartonella est plus sensible que la culture et l’immunohistochimie. Toutefois, des qPCR négatives ont été obtenues chez des patients présentant une endocardite avec de fort titre d’anticorps, par conséquent une qPCR négative ne doit pas définitivement exclure le diagnostic. Nous avons montré que l’ADN est capable de persister dans les prélèvements, malgré un traitement antibiotique préalable. Nous avons alors développé un nouvel outil pour évaluer la viabilité bactérienne en quantifiant la transcription de l'ARNr 16S de C. burnetii.La culture des bactéries intracellulaires reste nécessaire pour permettre la caractérisation des bactéries et faciliter le développement d'outils diagnostiques. Au cours de cette thèse, nous avons mis au point une technique innovante de plage de lyse pour mettre en évidence un effet délétère des antibiotiques sur les cellules infectées par R. conorii. / The aim of our study is to evaluate serology, molecular biology and culture for the diagnosis of intracellular bacteria.Serology plays an important role in the detection of Q fever and Bartonella infections and for the follow up and monitoring of patients with cardiovascular infection. However, we have shown some limits to the use of serological thresholds previously established for the diagnosis of endocarditis. In 2 series of Q fever and Bartonella endocarditis, we diagnosed patients with a definite cardiovascular infection associated with low antibody levels (<800). This work suggests that low antibody titers do not exclude the diagnosis of cardiovascular infection in patients with predisposing factors and a value of serological threshold cannot provide a positive predictive value of 100%.qPCR performed on cardiovascular samples for the diagnosis of C. burnetii and Bartonella endocarditis is more sensitive than the amplification of the 16S rRNA gene, culture and immunohistochemistry. Nevertheless, negative qPCR were obtained for patients presenting endocarditis with high antibody titer, therefore a negative qPCR should not definitively exclude the diagnosis. On the other hand, we have shown that DNA can persist in clinical specimens, despite previous antibiotic treatment. We developed a new tool to assess bacterial viability by quantifying the transcription of the 16S rRNA of C. burnetii.Culture of intracellular bacteria is necessary to enable the characterization of bacteria and facilitate the development of diagnostic tools. We developed an innovative technique of plaque assay to highlight a deleterious effect of antibiotics on infected cells by R. conorii.

L’hème est une molécule essentielle à de nombreuses fonctions bactériennes. Cependant, cette molécule génère des radicaux libres qui lui confèrent des propriétés toxiques. Nous avons caractérisé les mécanismes de l’homéostasie de l’hème impliquant le transporteur d’efflux HrtBA. Chez L. lactis nous avons démontré que HrtBA empêche l’accumulation membranaire et intracellulaire d’hème exogène par un mécanisme ménaquinone dépendant. HrtBA est aussi présent chez de nombreux pathogènes. Chez S. agalactiae, la transcription de HrtBA est régulée par un système à deux composants HssRS. Le senseur HssS reconnait l’hème exogène internalisé. Pour élucider le rôle de l’hème de l’hôte dans la virulence de S. agalactiae, un modèle d’infection systémique chez la souris utilisant la luminescence (lux) et l’imagerie in vivo (IVIS) a été mis en place. Le suivi de la luminescence de bactéries hypersensibles à l’hème (ΔhrtBA) montre que l’hème de l’hôte est toxique et que la capacité de S. agalactiae à assurer son homéostasie est déterminante pour ’linfection. De manière similaire, en montrant que le métabolisme respiratoire est indispensable pour l’infection (ΔcydA), S. agalactiae dépend donc de sa capacité à acquérir l’hème de l’hôte pour être infectieuse. En utilisant le promoteur de HrtBA couplé à l’opéron lux, nous avons étudié la capacité de S. agalactiae à détecter et acquérir l’hème in vivo au cours de l’infection. Nos résultats montrent que l’hème de l’hôte est particulièrement biodisponible dans le foie. Au contraire dans le cerveau, l’hème n’est pas détecté par la bactérie. Nos résultats démontrent que l’hème de l’hôte est un paramètre important des capacités d’adaptation de S. agalactiae à son hôte lors de l’infection. Bloquer HrtBA ou le senseur d’hème HssS pourrait constituer une cible pour la recherche antibiotique chez S. agalactiae ou d’autres pathogènes. Enfin, nous avons démontré chez E. faecalis que l’expression de HrtBA est aussi dépendante d’un système à deux composants. Nous avons utilisé la même stratégie que pour S. agalactiae pour créer un senseur d’hème spécifique qui a permis de démontrer pour la première fois que E. faecalis rencontre et utilise l’hème du tractus digestif. / Heme is a redox-reactive molecule with essential function in bacterial metabolism. However, this molecule generates reactive oxygen species responsible for its toxicity. We characterized the mechanism of heme homeostasis involving the efflux transporter HrtBA. In L. lactis, we demonstrated that HrtBA prevents from membrane and intracellular accumulation of internalized exogenous heme thanks to a menaquinone dependent mechanism. HrtBA is also present in several pathogens. In S. agalactiae, the transcription of HrtBA is regulated by a two-component system HssRS. The HssS sensor recognizes internalized exogenous heme. To clarify the role of heme of the host in the virulence of S. agalactiae, a systemic infection model in mice using luminescence (lux) and in vivo imaging (IVIS) has been set up. The monitoring of luminescence generated by heme hypersensitive (ΔhrtBA) bacteria shows that heme of host is toxic and that the capability of S. agalactiae to control heme homeostasis is crucial for infection. In the same way, by demonstrating that respiratory metabolism is crucial for infection (ΔcydA), we demonstrated that S. agalactiae depends on its capacity to acquire the heme of the host to become infectious. By using the HrtBA promoter coupled with lux operon, we studied the capacity of S. agalactiae to detect and to acquire heme in vivo during the infection. Our results show that host heme is especially biodisponible in the liver. On the contrary, heme is not detected by bacteria in the brain. Our results prove that heme of the host is an important parameter for the adaptation of S. agalactiae to its host during infection. Blocking HrtBA or heme sensor HssS could so be a target for antibiotic research against S. agalactiae and other pathogens. Finally, we show in E. faecalis that HrtBA expression also depends on a two-component system. We used the same strategy as in S. agalactiae to create a specific heme sensor that allowed us to demonstrate for the first time that E. faecalis meets and uses heme in the digestive tract.

La mésentéricine Y105 est une bactériocine de sous-classe IIa produite par Leuconostoc mesenteroides Y105. Pour comprendre le mécanisme de l'activité anti-Listeria de ce peptide et plus généralement des bactériocines de classe IIa, l'étude des relations existant entre la structure et la fonction de ce peptide a été envisagée. Dans ce but, une collection de mésentéricines Y105 modifiées au niveau d'un résidu a été produite. Afin d'obtenir ces dérivés de bactériocine, une méthode de mutagenèse aléatoire par PCR a été mise en place pour générer des séquences d'ADN, codant la bactériocine mature, modifiées sur un seul codon. Dans un deuxième temps, une méthode de production hétérologue de ces peptides mutés a été développée en utilisant d'une part un vecteur portant les gènes de structure des bactériocines, et d'autre part, un vecteur permettant l'expression de l'immunité et du transport de ces peptides. Un outil de production universelle de peptide a été élaboré. L'étude de l'impact des mutations sur l'activité antagoniste, la structure secondaire (analysée par dichroïsme circulaire en présence de trifluoroéthanol ou de micelles de lysophosphatidylcholine), la structure tridimensionnelle (prédite) et l'interaction de la mésentéricine Y105 avec des environnements mimant les membranes cibles (méthode d'extinction de la fluorescence intrinsèque du tryptophane) a été réalisée. Enfin, une analyse par résonance magnétique nucléaire (RMN) a été effectuée sur la bactériocine sauvage pour déterminer sa structure tridimensionnelle. De l'ensemble de ces données, un modèle d'action est proposé pour la mésentéricine Y105, ce modèle peut être étendu aux bactériocines de structure proche.

Le corps humain est un ensemble de microflores où cohabitent bactéries, archées, virus et eucaryotes. Ces écosystèmes complexes sont appelés microbiotes. Parmi ceux-ci figure le microbiote intestinal qui compte 1011 à 1014 bactéries/g de selle. Les modifications de la flore intestinale peuvent être à l'origine de pathologies comme les diarrhées infectieuses. Il s'agit d'un véritable problème de santé publique puisqu'environ 2.16 millions de décès sont liés à cette pathologie chaque année. Les virus intestinaux jouent un rôle prépondérant mais les infections bactériennes restent également importantes. Le diagnostic de ces infections bactériennes reste compliqué puisque le microbiote intestinal comporte 75% d'espèces non cultivables. De plus, on ne dispose pas réellement d'une liste exhaustive des bactéries pouvant être responsables de diarrhées infectieuses. Nous avons donc choisi d'étudier le microbiote intestinal dans des selles normales et pathologiques, par une approche polyphasique alliant une étape préliminaire de concentration des selles diarrhéiques par la lyophilisation, à des techniques de culture et des méthodes de biologie moléculaire. Pour cela nous avons mis au point une nouvelle technologie pour la détection des entéropathogènes par hybridation sur puce à ADN permettant la détection des bactéries et des virus ADN entéropathogènes, en présence d'un témoin archae. Notre outil permet le diagnostic multiplexe des diarrhées infectieuses puisque nous avons correctement identifié un adénovirus et la bactérie Campylobacter jejuni présents dans une même selle. / The human body is a collection of microflora where cohabit bacteria, archaea, viruses and eukaryotes. These complex ecosystems are called microbiota. Among these is the intestinal microbiota that counts 1011 to 1014 bacteria/g of stool. Changes in the intestinal flora can cause of pathologies such as infectious diarrhea. This is a real public health problem since about 2.16 million deaths are related to this disease each year. Enteric viruses play a preponderant role but bacterial infections are also important. The diagnosis of bacterial infections is complicated because the intestinal microbiota includes 75% non-cultivable species. In addition, there is not really a list of bacteria could be responsible for infectious diarrhea. We therefore decided to study the intestinal microbiota in normal stool and also pathological stools by a polyphasic approach combining a preliminary step of diarrheal stools concentration by lyophilization, with cultivation techniques and molecular biology methods. We developed a new technology for the detection of enteropathogens by hybridization on DNA microarray for the detection of bacteria and enteric viruses (DNA) in the presence of a control archaea. Our tool allows multiplexed diagnostic of infectious diarrhea since we correctly identified an adenovirus and Campylobacter jejuni present in a same sample. This is the first DNA microarray for multiplex detection of bacteria and viruses (DNA) enteropathogens. An improvement of our protocol for nucleic acid extraction is proposed to allow the detection of RNA viruses such as rotavirus and calicivirus which are currently dominant.

Le mécanisme de la motilité de type gliding chez Myxococcus xanthus est longtemps resté incompris, du fait que ce type de déplacement ne requière aucune organelle extracellulaire. Nous avons démontré que le gliding est énergisée par un canal à protons, composé par les protéines AglRQS. Ce moteur coopère avec le cytosquelette d’actine bactérien pour transporter de manière directionnelle le complexe de l’enveloppe Glt à la surface de la cellule. Ce transport est traduit en motilité car les complexes Glt transportés interagissent avec un polysaccharide de surface qui agit comme une colle et immobilise les complexes Glt transportés contre le substrat.Nous avons également fait l’étonnante découverte que le moteur AglRQS est également essentiel à la sporulation, processus cellulaire durant lequel les cellules s’arrondissent et sont recouvertes d’un épais polysaccharide (le spore coat), qui leur confère une résistance face à des conditions défavorables. Nous avons démontré une interaction directe entre le moteur AglRQS et le complexe de l’enveloppe Nfs, un proche homologue du complexe Glt. Nous avons démontré que le moteur AglRQS transporte le complexe Nfs de manière directionnelle autour de la spore. Le spore coat étant sécrété en différents foci autour de la surface de la spore, son transport par la machinerie Agl-Nfs assure la formation d’une couche de « spore coat » compacte autour de la future spore.Ces résultats démontrent l’existence d’un moteur bactérien impliqué dans le transport directionnel de complexes protéiques associés à des sucres. Ces moteurs modulaires pourraient être adaptés à des fonctions spécifiques, en fonction du complexe avec lequel ils interagissent. / How gliding motility on solid surfaces is achieved in Myxococcus xanthus has long remained enigmatic, mostly because movement does not involve obvious extracellular organelles. Recently, we demonstrated that motility in M. xanthus is driven by a proton channel composed by the AglRQS proteins. This motor cooperates with the bacterial actin cytoskeleton to transport an envelope-spanning Glt motility complexes at the cell surface directionally. Motility is produced as a motility machinery surface tip-bound polysaccharide acts like a glue to immobilize the transported Glt complexes against the substratum.In the course of this study, we also made the surprising discovery that the AglRQS motor is essential not only for motility but also for sporulation, a cellular process during which the cells become surrounded by a thick polysaccharide (the spore coat) that confers resistance during unfavourable conditions. We demonstrated a direct interaction between the AglRQS motor and the Nfs envelope complex, a close homolog of the Glt complex. Transmission electron microscopy, time-lapse microscopy and localization studies, showed that the AglRQS motor rotates the Nfs complex directionally around the spore surface. Since the main spore coat polymer is secreted at discrete sites around the spore surface, its transport by the Agl-Nfs machinery ensures the formation of a compact spore coat layer around the future spore.These results highlight the existence of new class of bacterial motors involved in intracellular and directional transport of sugar-associated complex. These modular motors can be adapted to specific functions based which output complex they interact with.

Le campagnol terrestre, Arvicola terrestris, occasionne en France, lors de ses pullulations cycliques interannuelles, d’importants dégâts aux prairies de montagne. Un groupe de travail constitué des équipes de recherche de l’Université de Franche-Comté (UFC), de l’INRA (Centre de Biologie et de Gestion des Populations) et d’organismes agricoles (Fédération Régionale de Défense contre les Organismes Nuisibles de Franche-Comté, FREDON), ont privilégié une approche « systémique » dans laquelle les interactions entre les campagnols, leur habitat (paysage, prédateurs) et les pratiques agricoles sont analysées de façon hiérarchisées (spatialement et temporellement). Un des objectifs est de mettre en évidence le plus grand nombre possible de facteurs de contrôle sur lesquels il est possible d’agir, et l'échelle à laquelle ces actions sont pertinentes. Ces études ont permis d’initier une stratégie, expérimentée avec succès, notamment en Franche-Comté et en Auvergne, et qui privilégie la lutte raisonnée. Il subsiste néanmoins des zones d’ombre relatives à la compréhension du cycle, notamment concernant les déterminants de la phase de déclin. Le rôle du cortège de pathogènes (parmi lesquels certains peuvent être transmis à l’homme) reste pour l’instant sujet de débat dans la littérature scientifique. La compréhension des facteurs clés déterminant cette phase devrait permettre aux éleveurs de mieux anticiper les impacts économiques et adopter les stratégies de contrôles des population les plus adéquates. Objectifs de la thèse (1) Tester les hypothèses des pathogènes et de la sénescence pour expliquer le déclin démographique. (2) Rechercher des indicateurs biologiques (diversité des pathogènes et/ou indicateurs immunitaires) qui permettent de prédire les phases de déclin et d’anticiper des mesures agricoles appropriées pour restaurer les prairies. (3) Evaluer le rôle de la transition entre la phase de forte densité et de déclin démographique pour l’émergence de pathogènes circulants par les populations de campagnols et responsables de maladies humaines. Méthodologie générale Des suivis de populations avec des prélèvements réguliers (mensuels) seront réalisés sur plusieurs populations (répliquats) dans la période qui encadre le déclin démographique. Des méthodes fondées sur le séquençage à haut débit (NGS : Next Generation Sequencing) pour l’épidémiologie permettent d’établir des catalogues complets des pathogènes (virus, bactéries, parasites) hébergées par les populations, et d’en mesurer les prévalences. / Context In France, during cyclic population surges, water voles, Arvicola terrestri, cause extensive damage to mountain grassland. A working group consisting of researchers from the University of Franche-Comté (UFC), INRA (Centre de Biologie et de Gestion des Populations) agricultural organizations (Fédération Régionale de Défense contre les Organismes Nuisibles de Franche-Comté, FREDON) are working on systems approach in which interactions between voles, their habitat (landscape, predators) and agricultural practices are analysed hierarchically (in space and time). One of the objectives is to highlight the largest possible number of control factors on which it is possible to act, and the scale at which these actions are relevant. These studies have helped initiate a strategy, successfully tested in Franche-Comté and in Auvergne, which promotes the integrated control of water vole populations. Nevertheless, there are still grey areas in the understanding of the cycle, particularly on the determinants of the decline phase. The role of pathogen communities (some species may even be transmitted to humans) so far remains the subject of debate in the scientific literature. The understanding of the key factors determining this phase should allow farmers to better anticipate economic impacts and to adopt optimal strategies for vole population control Objectives: (1) To test the pathogens and senescence hypotheses in order to explain the population decline. (2) To look for biological indicators (diversity of pathogens and / or immune indicators) that may predict the decline phase in order to anticipate appropriate measures to restore grasslands. (3) To assess the role of the transition between high population density phase and the decline phase for the emergence of pathogens in vole populations that may cause human diseases.General Methodology Population monitoring with regular (monthly) sampling will be made on several populations (replicates) in the period that brackets the vole population declines. Methods based on Next Generation Sequencing (NGS) makes it possible to establish extensive catalogues of pathogens (viruses, bacteria, other parasites) hosted by vole populations and to measure the prevalence.

Les composés organiques hydrophobes (HOCs), lipides et hydrocarbures, représentent une part significative de la matière organique dans l’environnement marin. Leur faible solubilité dans l’eau exige de la part des bactéries qui les dégradent des adaptations physiologiques permettant de stimuler leur transfert de masse de la phase organique vers la phase aqueuse où ils sont assimilés. La formation de biofilm à l’interface HOC-eau est l’une de ces adaptations. La bactérie marine Marinobacter hydrocarbonoclasticus (Mh), qui est capable d’utiliser un catalogue assez large de HOCs comme les alcanes, les alcools gras et les triglycérides, a été utilisée comme modèle d’étude de la formation de biofilms aux interfaces HOCs-eau. Le but de mes recherches était de : (i) mener la caractérisation fonctionnelle des gènes aupA et aupB, qui sont surexprimés en condition de biofilm sur hexadécane et (ii) dresser, par une étude de transcriptomique, une liste de gènes potentiellement impliqués dans l’adhésion et la formation de biofilm aux interfaces HOCs-eau dans le but d’appréhender les mécanismes moléculaires mis en jeu. L’étude fonctionnelle de aupA et aupB a révélé que ces deux gènes forment un opéron dont l’expression est activée par divers types de HOCs. Il a aussi été démontré qu’ils sont impliqués dans le transport de l’hexadécane et dans la formation de biofilm sur alcanes. La protéine AupA est localisée dans la membrane externe de Mh et AupB, une lipoprotéine présumée, est située dans la membrane interne. AupA appartient à une sous-famille de transporteurs FadL-like, spécifique des bactéries marines hydrocarbonoclastes (HCB). La distribution phylogénétique de l'opéron aupAB limitée aux bactéries marines ayant la capacité de dégrader les alcanes et sa présence en nombreuses copies chez certaines souches d’Alcanivorax sp. suggèrent fortement que les protéines Aup joueraient un rôle primordial dans l’adaptation des HCB à l’utilisation d’alcanes comme sources de carbone et d’énergie. L’analyse transcriptomique des cellules de Mh adhérées (après 15 min ou 3 h de contact) ou formant un biofilm aux interfaces HOCs-eau a révélé une modification importante et précoce de leur transcriptome. De nombreux gènes intervenant dans le métabolisme des HOCs, la production de polysaccharides, la synthèse d’acides aminés et de protéines ribosomales présentent une expression modulée dès 15 min d’adhésion. La surexpression des gènes de flagelle et du chimiotactisme conjointement avec celle de gènes de pili en condition d’adhésion évoquent une possible mobilité des cellules de Mh à l’interface dans les étapes précoces du développement du biofilm. De plus, il semblerait que le facteur de transcription RpoN soit impliqué dans la régulation de la formation de biofilm chez Mh et que les prophages puissent intervenir dans la structure et/ou la dispersion du biofilm. Enfin, le rôle potentiel d’un îlot génomique dans la formation de biofilm sur trioléine a été suggéré. / Hydrophobic organic compounds (HOCs), such as lipids and hydrocarbons, represent a significant part of the organic matter in the marine environment. Their low solubility in water requires from bacteria that degrade them physiological adaptations to stimulate their mass transfer from the organic to the aqueous phase where they are assimilated. Biofilm formation at the HOC-water interface is one of those adaptations. The marine bacterium Marinobacter hydrocarbonoclasticus (Mh) which is able to use a broad range of HOCs such as alkanes, fatty alcohols and triglycerides, was used as a model to study the biofilm formation at HOCs-water interfaces. The aim of my research was to (i) conduct the functional characterization of aupA and aupB genes which are overexpressed in biofilm on hexadecane, (ii) draw up a list of genes, through a transcriptomic study, that are potentially involved in adhesion and biofilm formation at HOCs-water interfaces in order to understand the molecular mechanisms involved.Functional study of aupA and aupB revealed that these two genes form an operon whose expression is activated by various types of HOCs. They have also been shown to be involved in the transport of hexadecane and in biofilm formation on alkanes. The AupA protein is localized in the outer membrane and the predicted lipoprotein AupB is located at the inner membrane. AupA belongs to a subfamily of the FadL-like transporters, specific to marine hydrocarbonoclastic bacteria (HCB). The phylogenetic distribution of the aupAB operon restricted to marine bacteria having the ability to degrade alkanes and its presence in multiple copies in somestrains of Alcanivorax sp. strongly suggest that Aup proteins play a key role in the adaptation of HCB to use alkanes as carbon and energy sources. The transcriptomic analysis of Mh cells adhering (after 15 min or 3 h of contact) or forming a biofilm at HOCs-water interfaces revealed significant and early changes in their transcriptome. The expression of many genes involved in the metabolism of HOCs, polysaccharides production, amino acids and ribosomal proteins synthesis is modulated as early as 15 min of adhesion. The overexpression of flagella and chemotaxis genes together with that of pili in adhesion condition suggest a possible motility at the interface during the early stages of biofilm development. In addition, it appears that the transcription factor RpoN is involved in the regulation of biofilm formation in Mh and that prophages could play a role in the structure and/or dispersal of the biofilm. Finally, a potential role of a genomic island in biofilm formation ontriolein was suggested

Les ARNs non-codants régulateurs (ARNnc) regroupent des acteurs majeurs de la régulation de l'expression des gènes, retrouvés de manière ubiquitaire dans l'ensemble des domaines du vivant. Chez les bactéries ils sont également appelés sRNAs, jouent des rôles clefs dans de nombreuxprocessus physiologiques et adaptatifs. Ces sRNAs ont été mis en évidence par des méthodes expérimentales haut-débit (microarray, tilling-array...) dans plusieurs espèces bactériennes d'intérêt. Ils agissent majoritairement au niveau post-transcriptionnel via une interaction physique avec un ou plusieurs ARNs messagers(s) cibles(s). Cependant, les informations sur les ARNmet les fonctions potentielles de ces sRNAs restent très parcellaires à ce jour. De plus, les profils d'évolution des sRNAs ont été peu étudiés chez les bactéries pathogènes. Le travail réalisé dans cette thèse repose sur l'hypothèse que l'évolution des sRNAs et leur coévolution avec d'autres éléments fonctionnels dans un ensemble de génomes, peut permettre de mieux comprendre leurs histoires évolutives, mais également de caractériser leurs fonctions potentielles et peut-être d'aider à identifier le ou les ARNm cibles avec lesquels ils interagissent. Dans ce but, nous avons conçu et implémenté une stratégie de phylogénomique robuste et géné- rique permettant d'analyser l'évolution et la coévolution des sRNAs et des ARNm cibles dans un ensemble de génomes bactériens annotés, à partir de leur profil de présence-absence. Cette méthode a été appliquée à l'analyse de l'évolution et de la coévolution de 154 sRNAs trans régulateurs de Listeria monocytogenes EGD-e. Elle nous a permis d'identifier 52 sRNAs accessoires dont la majo- rité étaient présents dans l'ancêtre commun des souches de Listeria et ont été perdus au cours de l'évolution. Nous avons ensuite détecté une coévolution significative entre 23 sRNAs et 52 ARNm et nous avons reconstruit le réseau de coévolution des sRNAs et ARNm de Listeria. Ce réseau contient un hub principal de 12 sRNAs qui coévoluent avec des ARNm codant pour des protéines de la paroi ainsi que des facteurs de virulence. Parmi eux nous avons pu identifier 4 sRNAs coévoluant avec 7 gènes codant pour des internalines qui sont connues pour regrouper d'importants facteurs de virulence chez Listeria. De plus, l'ARN rli133, qui coévolue avec plusieurs gènes impliqués dans le pouvoir pathogène de Listeria, contient des régions compatibles avec des interactions physiques directes inhibitrices pour la majorité de ses partenaires de coévolution. / Non coding RNAs (ncRNA) are main actors of gene expression regulation and are found ubiquitously in all domains of life. In bacteria, ncRNAs play key roles in a wide range of physiological and adaptive processes. These "small non coding RNAs" (sRNAs) are identified by high-throughput experimental methods (microarray, tilling-array, ...) in several bacteria species of interest. They mainly act at post-transcriptional level through physical interactions with one or several mRNA(s). Nevertheless, the available informations about mRNA targets and sRNAs functions, remain very limited. In addition, evolutionary patterns of sRNAs have been poorly studied in pathogenic bacteria. The main hypothesis of my PhD work is therefore that analysis of evolution and coevolution between sRNAs and other functional elements in a given genomes set, may allow to understand their evolutionary histories, to better characterize their putative functions, and may also help to identify their potential mRNA(s) target(s). For this purpose, we designed and developed a robust and generic phylogenomic approach to analyze evolution and coevolution between sRNAs and mRNA from their presence-absence profiles, in a set of annotated bacterial genomes. This method was thereafter used to analyze evolution and coevolution of 154 Listeria monocytogenes EGD-e trans regulatory sRNAs in 79 complete genomes of Listeria. This approach allowed us to discover 52 accessory sRNAs, the majority ofwhich were present in the Listeria common ancestor and were subsequently lost during evolution of Listeria strains. We then detected significant coevolutions events between 23 sRNAs and 52 mRNAs and reconstructed the coevolving network of Listeria sRNA and mRNA. This network contains a main hub of 12 sRNAs that coevolves with mRNA encoding cell wall proteins and virulence factors. Among them, we have identified 4 sRNAs coevolving with 7 internalin-coding genes that are known to group important virulence factors of Listeria. Additionaly, rli133, a sRNA that coevolve with several genes involved in Listeria pathogenicity, exhibits regions compatible with direct translational inhibitory physical interactions for most of its coevolution partners.

Les folates sont des vitamines indispensables à tous les âges, particulièrement pendant la grossesse et l’enfance, étant donné leur fonction dans la division cellulaire. Le régime alimentaire en Afrique est essentiellement basé sur les céréales, consommées toujours après transformation. La fermentation est l’un des moyens de transformation des céréales pouvant augmenter les folates dans les aliments. L’objectif de ce travail était d’utiliser la fermentation pour augmenter les ingérés en folates des populations africaines via la consommation d’aliments céréaliers fermentés. Sept aliments céréaliers fermentés couramment consommés en Afrique de l’Ouest ont été investigués. La plupart des aliments avaient des teneurs en folates (1,8–31,3 µg/100g matière fraîche) inférieures à celles des céréales de départ (13,8-73,4 µg/100g matière fraîche). Des pertes en folates ont lieu au cours de certaines étapes de procédés dont le décorticage, le séchage, le trempage, le broyage et la filtration. Toutefois, la fermentation a permis une augmentation de la teneur en folates dans certains aliments. La bioaccessibilité des folates, évaluée à l'aide d'un modèle de digestion statique in vitro, variait de 23% à 81%. Elle était influencée par la matrice alimentaire et la stabilité des folates au cours de la digestion. Il a été calculé qu’au maximum 8% des besoins journaliers en folates des jeunes enfants consommant l’un des aliments étudiés pourraient être couverts. Des essais d’inoculation de bouillies fermentés à base de mil avec des souches de bactéries lactiques sélectionnées pour leurs propriétés nutritionnelles (synthèse de folates, hydrolyse de l’amidon) permettaient d’augmenter significativement les teneurs en folates (jusqu’à 8,7 µg/100 g matière fraîche) par rapport à leur équivalent préparées de manière traditionnelle (2,5-5,4 µg/100 g matière fraîche). L’inoculation par un pied-de-cuve provenant d’une fermentation spontanée permettait aussi une augmentation significative des teneurs folates (jusqu’à 7,4 µg/100 g matière fraîche). La caractérisation de la diversité bactérienne de 7 aliments céréaliers fermentés du Burkina Faso, d’Ethiopie et de la Finlande montrait que les bactéries lactiques du genre Lactobacillus, Enterococcus, Weissella, Pediococcus, Lactococcus et Streptococcus étaient les principaux acteurs de la fermentation de ces aliments. Toutefois, une présence non négligeable d’autres microorganismes potentiellement pathogènes des genres Bacillus, Pseudomonas, Staphylococcus, Erwinia, Klebsiella, Escherichia et Acinetobacter a été identifiée. Cette contamination était liée à certaines étapes du procédé de transformation des céréales dont le stockage et broyage dans les moulins publics. Ces microorganismes pathogènes étaient réduits par fermentation et finalement éliminés après l'étape de cuisson. / Folates represent an essential vitamin in the human diet at all ages, particularly during pregnancy and infancy, as it is required for the production of new cells. In many African countries, the main staple foods are based on cereals, which are always consumed after processing. Fermentation is one of the processing, which could increase folate contents in foods. The objective of this work was to increase folates intake of African people through the consumption of cereal-based fermented foods using fermentation. Seven types of cereal-based fermented foods (CBFF), commonly consumed in West Africa, were investigated in this study. Total folate content of cereal-based fermented ranged between 1.8 and 31.3 µg/100g fresh weight, and was almost always lower than in the raw material (13.8-73.4 µg/100g fresh weight). Folate losses occurred during some processing steps like debranning, soaking and drying steps. However, fermentation was able to increase the folate content in some CBFF. Folate bioaccessibility was assessed using a static in vitro digestion model, and ranged from 23% to 81%. The bioaccessible folate content was influenced by total folate content, the structure of food matrices that modulated folate release, and folate stability during digestion process. Calculations of the contributions of CBFF to the reference nutrient intake for folate showed that folate intakes from these foods would cover a maximum of 8% of the folate requirements for young children. Porridges prepared with starter cultures of lactic acid bacteria selected for the nutritional properties (folate synthesis, starch hydrolysis) had significantly higher folate contents (up to 8.7 µg/100 g fresh matter) than the porridge prepared using the traditional process (2.5-5.4 µg/100 g fresh matter). Back slopping using an inoculum from a spontaneous fermentation also enabled an interesting increase in folate contents (up to 7.4 µg/100 g fresh matter). The bacterial diversity of seven cereal-based fermented foods from Burkina Faso, Ethiopia and Finland were assessed using 16S rRNA amplicon sequencing. Lactic acid bacteria genus, including Lactobacillus, Enterococcus, Weissella, Pediococcus, Lactococcus and Streptococcus were the main bacteria present in cereal-based fermented foods. Several potentially pathogenic bacteria, namely, Bacillus, Pseudomonas, Staphylococcus, Erwinia, Escherichia, Klebsiella and Acinetobacter were also found in some intermediary products resulting from storage and wet milling. These microorganisms were reduced by fermentation and finally removed after the cooking step.

Des films multicouches à base de nanoparticules de TiO2 et d’Ag ont été construits sur des substrats modèles et des textiles via la technique du Layer-by-Layer (LbL). Les films à base de nanoparticules de TiO2 construits sur substrats modèles ont montré un comportement photocatalytique non conventionnel pour la minéralisation de l’acide formique en phase gaz sous irradiation UV-A, et une minéralisation très importante a été obtenue avec un film possédant une unique couche de nanoparticule de TiO2. Ces films ont également montré des propriétés biocides sous irradiation UV-A. La mise en œuvre d’une méthode one-pot, combinant la synthèse photo-induite des nanoparticules d’Ag et dépôt de la couche de TiO2 par LbL, a permis la synthèse de nanoparticules d’Ag directement au sein des films et une exaltation très importante des propriétés photocatalytiques des films. Les méthodes de constructions ont été transférées avec succès sur textiles. Les films restent photocatalytiquement actifs et biocides sous irradiation UV-A après plusieurs cycles de lavages. / TiO2 and Ag nanoparticle multilayered films were constructed on model substrates and textiles via Layer-by-Layer (LbL) assembly. The TiO2 nanoparticle based films constructed on model substrates showed a non-conventional photocatalytic behaviour for gas phase formic acid mineralisation upon UV-A irradiation, and a high mineralisation was obtained for a single layer TiO2 nanoparticle film. These films also showed biocidal properties upon UV-A irradiation. The elaboration of a one-pot method, combining the photo-induced synthesis of Ag nanoparticles and the LbL deposition of TiO2 nanoparticle layer, allowed the direct synthesis of Ag nanoparticles within the films and a high enhancement of the film photocatalytic properties. The construction methods were successfully transfered on textile surfaces. The films were photocatalytically active and biocidal under UV-A irradiation after several washing treatment cycles.