Les enzymes de la famille Mur (MurA-MurG) sont essentielles pour la survie bactérienne, car elles catalysent les étapes cytoplasmiques de la biosynthèse du peptidoglycane, la principale composante de la paroi cellulaire. En outre, les Murs métabolisent des molécules qui sont absentes chez les eucaryotes, et ces enzymes sont structurellement et biochimiquement tractables. Cependant, malgré le fait que nombreux inhibiteurs anti-Mur ont été développés, un nombre tres réduit de ces molécules ont montré une activité antibactérienne prometteuse, ce qui a incité l'hypothèse selon laquelle, dans le cytoplasme bactérien, les enzymes Mur peuvent exister dans un complexe où les sites actifs sont à proximité, bloquant donc l'accès de petites molécules venant de l'extérieur. Cette hypothèse est soutenue par l'observation selon laquelle, dans de nombreux organismes, les gènes codant pour les enzymes Mur sont présents dans un seul opéron, souvent dans le même ordre; en outre, souvent des paires de gènes sont fusionnées pour générer un seul polypeptide, préconisant la possibilité que des complexes entre ces enzymes pourraient être formés dès qu'ils sont synthétisés. Nous avons obtenu les premières informations structurales et fonctionnelles sur la forme fusionnée MurE-MurF, présente dans le pathogène humain Bordetella pertussis, et nous avons montré qu'elle interagit avec la glycosyltransférase périphérique MurG, ce qui suggère la présence d'un complexe enzymatique ternaire. De façon intéressante, nous avons constaté que MurG de B. pertussis est capable de s'associer avec elle-même et de former différentes espèces oligomériques. Cette découverte pourrait renforcer le rôle de MurG en tant que protéine agissant comme une plateform capable d'ancrer d'autres enzymes Mur à la face interne de la membrane cytoplasmique bactérienne. Nos resultats pourront également être explorés pour comprendre le rôle potentiel de MurG en tant que régulateur de l'activité des enzymes de synthèse du PG. Ces résultats passionnants ouvriront le chemin vers la compréhension du mecanisme d’interaction des enzymes Mur dans le cytoplasme bactérien et pourraient permettre l'emploi éventuel des Murs comme cibles de facto pour développer de nouveaux antibiotiques. / Enzymes of the Mur family (MurA-MurG) are essential for bacteria, since they catalyse the cytoplasmic steps of peptidoglycan biosynthesis, the major component of bacterial cell wall; they metabolize molecules that do not exist in eukaryotes, and are structurally and biochemically tractable. However, despite the fact that many anti-Mur inhibitors have been developed, few of these molecules have shown promising antibacterial activity, which has prompted the hypothesis that within the bacterial cytoplasm Mur enzymes may exist in a complex where the active sites are in closed proximity, blocking small molecule access from the outside. This suggestion is supported by the observation that in many organisms, genes encoding Mur enzymes are present in a single operon, often in the same order, and often pairs of genes are fused to generate a single polypeptide, advocating the possibility that complexes between these enzymes could be formed as soon as they are synthesized. We have obtained the first structural and functional information on the MurE-MurF fused form, present in the human pathogen Bordetella pertussis, and shown that it interacts with the peripheral glycosyltransferase MurG, suggesting the presence of a ternary enzymatic complex. Interestingly, we have found that B. pertussis MurG is able to self-associate and form different oligomeric species. This finding could strengthen the hypothesis of MurG as a scaffold protein capable of anchoring other Murs to the inner face of bacterial inner membrane, but could be also further explored to understand its potential role as a regulator of the activity of PG synthesis enzymes. These exciting results will open the path towards the understanding of how Mur enzymes interact within the bacterial cytoplasm, and could permit the eventual employment of Mur enzymes as de facto targets for novel antibiotic development.

Depuis plus de 20 ans, de nombreuses méthodes et techniques non invasives ont été développées en vue de mesurer le plus objectivement possible, les propriétés (physico-chimiques, sensorielles, etc.) des produits cosmétiques. Ces méthodes visent à évaluer leur innocuité et leur efficacité, et deviennent d’autant plus perfectionnées que les processus d’élaborations de ces produits deviennent complexes et innovants.Au cours de ces travaux de thèse, une étude multi-échelle, de l'évolution structurale d'émulsions cosmétiques représentatives des crèmes mises sur le marché a été menée, afin de prédire leur stabilité tant texturale que microbiologique.L’étude du lien entre l’organisation structurale de ces émulsions avec leur composition et leur stabilité a été un des premiers défis à relever. Grâce à une technique non destructive ultrasonore permettant d’accéder aux propriétés micro-rhéologiques (propriétés viscoélastiques observée lors d'une sollicitation harmonique de cisaillement à quelques MHz), en association à différentes techniques classiques de caractérisation (microscopie optique, rhéologie basse fréquence, etc.) ; il a été possible de corréler les paramètres micro-rhéologiques obtenus à des modèles physiques reliant structuration interne et stabilité dans les émulsions considérées. Les résultats ont montrés que les données micro-rhéologiques sont sensibles aux variations de compositions (concentration) et d’organisations microscopiques des micelles au sein des émulsions (floculation, coalescence, etc.).Ensuite, le suivi de l’évolution d’une bactérie type (Pseudomonas fluorescens) dans des émulsions possédant des structures internes différentes, a montré d’une part la sensibilité de la micro-rhéologie vis-à-vis de la présence de bactéries dans le milieu, et d’autre part, l’impact de la structure et l’organisation des micelles sur le développement de ces bactéries.Finalement, la micro-rhéologie apparait être une méthode de mesure innovante et adaptée à l’échelle industrielle apportant une valeur ajoutée lors du développement de formulations cosmétiques. D’un point de vue sécuritaire, le dépistage précoce de contaminations biologiques par la détection d’instabilités (de changements) structurales au sein des émulsions, pourrait représenter une avancée majeure lors des phases de production et de commercialisation des produits cosmétiques. / In the last 20 years, many non-invasive methods and techniques have been developed in order to measure the properties (physicochemical, sensory, etc.) of cosmetic products. These methods are designed to evaluate their safety and effectiveness, and become even more sophisticated as the processes of developing these products become complex and innovative.During this thesis works, a multi-scale study of the structural evolution of cosmetic emulsions was conducted in order to predict their textural and microbiological stability.The study of the link between the structural organization of these emulsions with their composition and their stability was one of the first challenges. Thanks to an ultrasonic non-destructive technique allowing access to micro-rheological properties (viscoelastic properties observed during a harmonic loading of shear at a few MHz), in association with different classical characterization techniques (optical microscopy, low frequency rheology, etc. .); it was possible to correlate the micro-rheological parameters obtained with physical models linking internal structuring and stability in the emulsions considered. The results showed that micro-rheological data are sensitive to variations in compositions (concentration) and microscopic organization of micelles within emulsions (flocculation, coalescence, etc.).Then, the follow-up of the evolution of Pseudomonas fluorescens bacteria in emulsions with different internal structures showed on the one hand the sensitivity of micro-rheology towards the presence of bacteria in the cream, and on the other hand, the impact of the structure and organization of micelles on the development of these bacteria.Finally, micro-rheology appears to be an innovative measurement method adapted on an industrial scale providing added value when developing cosmetic formulations. From a safety point of view, the early detection of biological contaminations by the detection of structural instabilities (of changes) within emulsions could represent a major advance during the production and marketing phases of cosmetic products.

L'objectif de ma thèse était de réaliser une étude de la synthèse de la paroi de Streptococcus pneumoniae, paroi qui participe à la croissance et la division bactérienne et fait intervenir les « Penicillin-Binding Proteins » (PBPs). J'ai étudié la localisation du répertoire complet des six PBPs au cours du cycle cellulaire de S. pneumoniae, ce qui a révélé des similitudes inattendues entre les mécanismes de division des bactéries de type bacille et coque. J'ai déterminé le rôle spécifique de chaque PBP dans la synthèse de la paroi et mis en valeur la contribution de PBP3, une D,D-carboxypeptidase, dans la régulation de la division bactérienne. J'ai par ailleurs déterminé la structure tridimensionnelle de PBP3 à 2.8 Å de résolution, ce qui m'a permis de contraindre les modèles de synthèse de la paroi chez le pneumocoque.

Functional metagenomic approach was performed using total environmental DNA extracted from a temperate forest soil sample and from an Antarctica soil sample. Searching for clones harbouring phenotypes related to the production of new hydrolytic enzyme allows the isolation of several new enzymes. Amongst them, an esterase and a cellulase, named RBest1 and RBcel1 respectively, were characterized. By accurate description of their catalytic proprieties these two new enzymes appear to present interesting features. The RBest1 esterase is an enzyme whose activity is stabilised or improved in presence of non water-miscible organic solvent. By sequence analysis, RBest1 is related to other organic solvent tolerant enzyme. Moreover, in aqueous buffer, RBest1 is highly specific for butyrate compound but surprisingly its specificity appears to be shifted in presence of organic solvent. The RBcel1 cellulase, was thoroughly characterized for its involvement both in cellulose degradation and production. Our data highlight the requirement for such enzyme in the bacterial cellulose synthesis process. According to our results, the mining of metagenomic libraries by functional screening associated to detailed description of the isolated enzymes gives hints for both ecological and microbiological questions.

"Où peut-on trouver des microbes, et comment survivent-ils dans ces lieux ?" sont des questions essentielles afin de comprendre la vie sur Terre. Les populations bactériennes du sol sont connues pour jouer un rôle important dans les cycles biogéochimiques, l'entretien des sols, les effets climatiques et l'agriculture.Dans ce travail, j'ai utilisé la technique de pyroséquençage, via le produit d’une PCR d’ADNr 16S amplifiée extraite d’ADN totale, afin de révéler les populations bactériennes présentes dans quatre environnements inhabituels et oligotrophes différents:A. Les écosystèmes saumâtres sont largement distribués sur Terre et sont représentés par des systèmes aquifères salés et des sols salins. Nous avons examiné la composition bactérienne des sédiments des estuaires, sols saumâtres et des échantillons de sol sablonneux de la région de Camargue, échantillonnés pendant deux années consécutives. Les membres appartenant au phylum Proteobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Firmicutes, Acidobacteria et Actinobactéries ont été trouvés principalement dans les sols et sédiments. Nous avons constaté que les membres de ces groupes bactériens étaient associés principalement à des bactéries halophiles, sulfatoréductrices (SRB), nitratoréductrices et coliformes, dont leurs proportions ont probablement été affectées par la salinité et leurs localisations géographiques.B. Les bactéries associées à la rhizosphère des plantes sont connues pour jouer un rôle essentiel dans les cycles biogéochimiques, la nutrition des plantes et la lutte biologique contre les maladies végétales. Nous avons examiné les populations bactériennes de la rhizosphère du riz (Oryza sativa) en fin de croissance dans la région de la Camargue en 2013 et 2014. Les populations bactériennes les plus abondantes se sont révélées être des membres appartenant au phylum Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi et Gemmatimonadetes. Les genres bactériens auxquels appartiennent ces différents phylums sont connus pour participer dans des processus biogéochimiques du sol, tel que la nitrification, la dénitrification, l'oxydation, ainsi que comme agents de control biologique. Les proportions bactériennes trouvées varient considérablement en fonction de leur localisation géographique et selon l’année d’échantillonnage.C. Nous avons examiné les sols de surface de "Padza de Dapani" situés sur l'île de Mayotte au large de la côte est de l'Afrique, car cette région n’est pas un vrai désert, mais y ressemble due à l’érosion du sol. Les sols de Mayotte sont acides, oligotrophes et minéralisées, et leur population bactérienne principale appartient aux phylums des Actinobactéries, Proteobacteria et Acidobacteria. Un fait intéressant, les membres des genres Acinetobacter, Arthrobacter, Burkholderia et Bacillus sont prédominants dans nos échantillons, comme observé dans des déserts (asiatiques) chauds et jouant probablement un rôle dans la minéralisation des sols, expliquant la désertification.D. Les régions arides de la Terre constituent > de 30% de la surface continentale et les sols oligotrophes sont soumis à des facteurs environnementaux difficiles tels que la faible pluviométrie moyenne annuelle, l'exposition aux UV et les grandes fluctuations de température. Nous avons examiné les populations bactériennes présentes dans la rhizosphère des plantes pionnières et les sols de surface du désert de Jizan d'Arabie Saoudite. Les phylums bactériens les plus abondants appartiennent aux groupes des Bacteroidetes, Proteobacteria et Firmicutes qui diffèrent entre la rhizosphère des plantes étudiées par rapport à la surface du sol, à l'exception de la plante "Panicum Turgidum" qui contient des proportions élevées (70%) des membres appartenant au genre Flavobacterium. / “What microbes are where, and how do they live there” is now an essential question to understand life on Earth, even when comparing seemingly similar ecosystems in different locations. Soil bacterial populations are known to play important roles in biogeochemical cycles, soil maintenance, climatic effects and agriculture. I used pyrosequencing of PCR amplified 16S rDNA from total extracted DNA in order to reveal the bacterial populations living in four different unusual and oligotrophic environments: A. Saline areas are widely distributed on Earth’s and are represented by both saline lakes and saline soils. We examined the bacterial composition of estuary sediments, brackish and sandy soil samples from the Camargue region (Rhône delta in southern France) sampled in two consecutive years. Members belonging to the Proteobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Firmicutes, Acidobacteria and Actinobacteria phyla were found principally in saline sediment and soil samples. We found that members from these phyla were associated principally to halophilic bacteria, sulphate reducing bacteria (SRB), nitrate reducing bacteria and coliforms, and that their varying proportions were likely affected by salinity and geographical location. B. Bacterial populations associated with the rhizosphere of plants are known to play essential roles in biogeochemical cycles, plant nutrition and disease biocontrol. We examined the bacterial populations of the rhizosphere of rice (Oryza sativa) growing in the Camargue region in 2013 and 2014. The most abundant bacterial populations were found to be members belonging to the Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi and Gemmatimonadetes phyla. The genera members belong these phyla were found to participate in soil biogeochemical processes such as nitrification, denitrification, oxidation, as well as act as biocontrol agents. The bacterial populations were found to significantly vary by geographical location as well by year of collection. C. We examined the surface soils from “Padza de Dapani” on the island of Mayotte off the east coast of Africa, as this region is not a true (hot) desert, but resembles one due to extensive soil erosion. In the acidic, oligotrophic and mineralized soil samples from Mayotte, members of the Actinobacteria, Proteobacteria and Acidobacteria phyla dominated the bacterial populations. Interestingly, members of the genera Acinetobacter, Arthrobacter, Burkholderia and Bacillus were found to be predominant in our samples, as is also observed in hot (Asian) deserts and may play roles in soil mineral weathering, thus helping to understand desertification processes. D. Earth’s arid regions comprise >30% of the continental surface and the oligotrophic soils are subjected to harsh environmental factors such as low average annual rainfall, high UV exposure and large temperature fluctuations. We examined the bacterial populations present in the rhizosphere of pioneer plants and surface soils in the Jizan desert of Saudi Arabia. The most abundant bacterial phyla belonged to the Bacteroidetes, Proteobacteria and Firmicutes phyla that were different between the rhizosphere of plant versus these from surface sand, with the exception of the plant “Panicum Turgidum”, which contain in its rhizosphere high proportions (70%) of members belonging to the Flavobacterium genus.

L’Altiplano Nord bolivien est soumis naturellement à des conditions climatiques et pédologiques contraignantes. Il est particulièrement impacté par des activités humaines variées tels que l’exploitation minière, l’agriculture et plus récemment l’urbanisation. Le bassin versant (BV) du Katari englobe une variété d’activités anthropiques et englobe la plus grande ville de l’Altiplano (El Alto). Cette ville s’est développée avec un aménagement territorial minimal et une réglementation insuffisante. A ce jour, peu d’études ont caractérisé les résidus pharmaceutiques et leur devenir dans les conditions extrêmes comme celles de l’Altiplano. Les antibiotiques sont des micropolluants organiques et comptent aujourd’hui comme un des groupes les plus importants parmi les polluants émergents. Tout d’abord une évaluation de l’état général de la pollution du BV a été réalisée. Les résultats ont mis en évidence que la ville d’El Alto est la principale source de pollution en nutriments (en particulier phosphate), éléments trace métalliques, composés antibiotiques et gènes de résistance bactérienne. La suite des travaux s’est focalisé sur les processus influençant le devenir du e Sulfamethoxazole, choisi comme composé modèle car il est couramment détecté dans les milieux naturels et est présent à des concentrations importantes dans le site d’étude. La sorption est le paramètre principal influant sur son devenir dans les sols du BV et est liée à la spéciation pH-dépendante du SMX et les caractéristiques physicochimiques des sols. Les interactions hydrophobes, la sorption sur la matière organique et les échanges ioniques sont les principaux processus impliqués. Le transfert vertical du composé étudié est facilité par la présence des sols plutôt perméables, ce qui explique sa présence dans les eaux souterraines étudiés. Le taux de photodégradation du SMX s’est révèle être faible dans les eaux chargées en ions et matière organique, mais reste le paramètre principal expliquant sa dissipation dans les eaux de surface étudiées. Le SMX peut être potentiellement biodégradé dans la majorité des sols étudiés, en relation avec leur taux de matière organique et à la présence de communautés microbiennes pré-adaptées à la présence du SMX. Les impacts du SMX sur la structure et l’abondance relatives des espèces de populations bactériennes du sol sont liés à la texture et à l’usage des sols étudiés (sols de montagne, sols urbains ou sols agricoles) ainsi qu’à la présence des populations microbiennes pré-adaptés. L’ajout du SMX n’a pas entrainé le développement des gènes de résistance spécifiques à cet antibiotique (gènes sul) suggérant la présence de mécanismes moins spécifiques et probablement efficaces contre une grande variété de composés. Le modèle GREAT-ER a été utilisé avec succès pour la simulation des concentrations environnementales de SMX et l’évaluation du risque environnemental, montrant que le risque écotoxicologique est plus important dans les zones du réseau hydrographique à l’aval des activités urbaines. / The Altiplano North Bolivian is naturally subject to climate and soil limiting conditions. It is particularly impacted by various anthropogenic activities such as mining, agriculture and more recently urbanization. The Katari watershed encompasses a variety of human activities and includes the largest city of the Altiplano (El Alto), which has developed with a minimal land planning and insufficient regulation. To date, few studies have characterized the pharmaceutical residues and their fate in the extreme conditions of the Altiplano. Antibiotics are organic micro-pollutants considered as one of the most important groups of emerging pollutants. First, an assessment on the general state of pollution of the watershed was performed, as it is known that antibiotics may interact with other molecules (e.g. trace metal elements). Further work was carried out with the Sulfamethoxazole antibiotic as model compound, as it is commonly detected in natural environments as well as in the study site. The results showed that the city of El Alto is the main source of pollution in nutrients (especially phosphate), trace metal elements, bacteria, antibiotics and antibiotic resistance genes. Sorption is the main parameter affecting its fate in the study site which is linked to the pH-dependent speciation of SMX and the physicochemical characteristics of studied soils. Main involved processes are hydrophobic interactions, sorption on organic matter and ion exchange. SMX vertical transfer is facilitated by the presence of rather permeable soils, explaining its presence on studied ground waters. Observed SMX photodegradation rate was found to be low but remains the main factor explaining its dissipation in studied surface waters. SMX may be potentially biodegraded in most of studied soils in relation to their organic matter content and the presence of pre-adapted microbial communities to its presence. SMX impacts on bacterial populations were linked to the location, texture and use of studied soils (mountain, urban or agricultural soils) and the presence of pre-adapted microbial populations. We observed a change in the structure of microbial communities and on the relative abundance of bacterial soil species. The addition of SMX has not led to the development of specific resistance genes to this antibiotic (sul genes), suggesting the presence of less specific mechanisms which can be effective against a wide variety of compounds. The GREAT-ER model has been successfully used for the simulation of SMX environmental concentrations and the environmental risk assessment. Ecotoxicological risk is greater in areas under urban influence.

La cellulose bactérienne (CB) est bien connue pour sa biocompatibilité, moulabilité, pureté et cristallinité ainsi que pour sa structure fibrilleuse nanométrique. Cependant, la production des matériaux par des microorganismes est innovante. La présente thèse initialise ce type de bioproduction dans nos laboratoires. Les bactéries productives de cellulose sont isolées à partir d'un vinaigre Libanais. Plusieurs études cinétiques sont établies. Les isolats sont étudiés dans différents milieux de cultures en variant la source de carbone et la température d'incubation, pour déterminer les conditions optimales recommandées pour la production de meilleurs rendements de CB. La bactérie productive de CB a été étudiée en détails au niveau de son cycle de vie et phases de croissance. La physiologie des cellules a été clarifiée et les mécanismes qui précédent et qui accompagnent la synthèse de CB ont été expliqués. Un modèle mathématique se basant sur l'équation logistique est employé pour standardiser les paramètres étudiés. Le rendement de CB a été accru en appliquant différents chocs aux cellules. Le choc thermique appliqué pendant les étapes précoces d'incubation ainsi que le choc acide ont montré des résultats innovants et accéléré le métabolisme de synthèse de CB. L'aspect environnemental du travail a été valorisé en préparant un milieu de culture extraits des fruits et légumes endommagés. En termes d'application, la CB a été utilisée pour produire des papiers et des papiers résistants à l'eau et comme additive dans un prototype d'industrie de papier. Ainsi des composites de cellulose/Liquides ioniques ont été produits afin de performer des matériaux à haute constante diélectriques / Bacterial cellulose (BC) is a wellknown polymer of this family. Its main attractive properties are the biocompatibility, moldability, purity, crystallinity and fibrillar structure at the nanoscaled level. The production of such materials by microorganisms is an innovative procedure. In order to trigger this production procedure in our laboratories, the present thesis was the preliminary step to go through this huge micro-world. In the first step, we isolated cellulose producers from Lebanese vinegar. Kinetic studies were established to clarify the profile of the producer and to optimize cellulose production. The isolates were studied under different incubation temperatures in different microbiological media and at different carbon sources levels to determine optimal conditions for BC production. In the second step, cellulose producer was studied concerning bacterial phases and life cycles. Cells physiologies were clarified and mechanisms that accompany cellulose formation on the top of cultures were discussed. A mathematical model was set basing on Logistic equation to standardize the parameters. Then, cellulose yield was enhanced by different cells choc methods. Thermal choc was applied on cultures during earlier stages of incubation. Moreover, acids were used as doping agents to the culture media. In parallel, to satisfy the eco-friendly aspect of the work, bacterial cellulose production was optimized using fruits and vegetables wastes juice. Papers and waterproof papers were produced using BC. BC was also used as an additive in industrial paper making and was found to enhance mechanical resistance of the papers. In addition, a high-K material was performed using bacterial cellulose and ionic liquids

Une recherche de souches bactériennes lactiques productrices de bactériocine a été entreprise à partir daliments traditionnels dorigine sénégalaise et les souches les plus actives ont été mises en uvre comme barrière en supplément du sel (NaCl) contre la croissance de la flore contaminante de différents poissons maigre [sompat (Pomadasys jubelini)], moyennement gras [capitaine (Polydactylus quadrifilis)], et gras [mâchoiron (Arius heudeloti)] de production artisanale au Sénégal. La prévalence des bactéries lactiques a été déterminée à 109 UFC/(g ou ml) dans les produits fermentés traditionnels à base de céréale et de lait, et 103 UFC/g dans les produits de la pêche fermentés. Douze souches bactériennes à activité inhibitrice de type bactériocine ont été détectées au sein de 220 souches de bactéries lactiques isolées de 32 échantillons de ces différents types de produits. Les 11 souches ont été caractérisées (API 50 CH, 16S rDNA) comme étant des souches de Lactococcus lactis subsp. lactis qui portent le gène codant pour la nisine, la souche restante est une souche dEnterococcus faecium et possède le gène codant pour lEntérocine B. Les deux souches, Lactococcus lactis subsp. lactis CWBI-B1410, isolée de farine de mil fermentée et productrice de nisine, et la souche Lactobacillus curvatus CWBI-B28 provenant de la collection du CWBI de la FUSAGx, produisant trois bactériocines de type curvalicine 28a, b et c, ont été mises en uvre en combinaison avec du sel comme barrière contre la croissance de la flore contaminante dans les poissons. La flore totale dans les poissons de production artisanale atteingnait 5,70 log UFC/g. La transformation des poissons par fermentation naturelle à 30°C (sans traitement préalable : procédé traditionnel), entraîne une prolifération de bactéries Gram-négatives comme Proteus sp, Shewanella putrefaciens et des souches de Bacillus sp qui atteignent 109-10 UFC/g en moins de 24 h dans les produits. Lutilisation de CWBI-B1410 (107 UFC/g) comme ferment avec ajout de glucose (1% m/m) dans les filets, entraîne une production in situ de substances antagonistes (acides organiques et bactériocine). Il en résulte une réduction du niveau de la flore contaminante entérique de 2 (P. quadrifilis) et de 4 (P. jubelini) log UFC/g par rapport aux poissons préparés traditionnellement. Lajout de sel dans des produits ainsi fermentés réduit la flore entérique. Laddition des surnageants de culture neutralisés (pH 6) bactéricides issus de CWBI-B1410 ou de CWBI-B28 en combinaison avec du chlorure de sodium (0,14 g/ml) sur les filets crus (100 ml/100 g) incubés à 10°C réduit le niveau de la contamination bactérienne de 1,5 log UFC/g et retarde laugmentation de la flore qui reste à un niveau < 106 UFC/g pendant 13 à 18 jours dincubation à 10°C selon le type de poisson, alors que pour les filets contrôles, traités avec des surnageants de culture neutralisés de souches non productrices de bactériocines (Lactobacillus curvatus LMG 21688 et Lactococcus lactis LMG 6890) salés (NaCl 0,14 g/ml), la flore contaminante dépasse 106 UFC/g au bout de 3 à 7 jours. Les effets antibactériens des surnageants de cultures neutralisés bactéricides et salés (NaCl 0,14 g/ml), sont par ailleurs, plus importants que ceux dune solution salée (NaCl 0,14 g/ml) supplémentée de sels de benzoate et de sorbate en concentration de 0,5 mg/ml chacun sur les poissons riches en lipides. Ces résultats suggèrent que, la combinaison des effets antibactériens des bactéries lactiques productrices de bactériocines et du sel, plus particulièrement lutilisation de SCN salés, comme préservatifs, peut constituer un moyen approprié damélioration de la conservation et de la qualité microbiologique des produits de la pêche artisanale au Sénégal. Le traitement des poissons selon lune ou lautre des stratégies décrites précédemment, combiné à un système de séchage devrait permettre de produire des produits halieutiques traditionnels de meilleures qualités microbiologiques et de durée de conservation plus longue, justifiant limportance de continuer cette étude sur lamélioration de la productivité de bactériocine par CWBI-B1410, et les impacts des nouveaux traitements sur les qualités organoleptiques et nutritionelles des produits. A screening of bacteriocin-producing lactic acid bacteria from Senegalese traditional food products was undertaken and the most active strains were tested in combination with sodium chloride as barrier to control spoilage bacteria growth on different artisanal fish products [lean sumpat grunt (Pomadasys jubelini), moderarely fat giant African threadfin (Polydactylus quadrifilis) and fat smoothmouth sea catfish (Arius heudeloti)] in Senegal. The prevalence of lactic acid bacteria was determined at 109 CFU/(g or ml) in traditional fermented cereals and fermented milk products, and 103 CFU/g in fermented seafood products. Twelve bacteriocin-producing strains were detected of 220 lactic acid bacteria strains randomly selected from such products. The eleven were characterized (API 50CH and 16S rDNA) as Lactococcus lactis subsp lactis strains and contain gene encoding nisin, and the remaining one an Enterococcus faecium strain which contains gene encoding Enterocin B. Two strains, Lactococcus lactis subsp. lactis CWBI-B1410, a nisin producer isolated from fermented millet flour from Senegal, and Lactobacillus curvatus CWBI B28 which produces three bacteriocins (Curvalicin 28a, b et c) from CWBI collection, were tested in combination with sodium chloride as barrier to control spoilage bacteria growth on fish from artisanal production. The total bacterial counts of fishes reached 5.7 log CFU/g. The processing of such products by natural fermentation at 30°C (without any preliminary treatment as in traditional process) result in proliferation of Gram-negative bacteria such as Proteus sp and Shewanella putrefaciens, and some Bacillus sp strains, which reached 109-10 CFU/g in products within less than 24 h of incubation. When using CWBI-B1410 living culture (107 CFU/g) with glucose (1% wt/wt) supplementation as barrier against bacterial growth in fishes, a depression of the pH as well as a bacteriocin-like activity were noted, resulting in a decrease of the Gram negative strains counts of 4 log CFU/g (P. jubelini) and 2 log CFU/g (P. quadrifilis) in comparison to fishes prepared in using traditional process. The addition of salt in such fermented products reinforced the antimicrobial effect by CWBI-B1410 strain. The addition of neutralized (pH 6) culture supernatants of CWBI-B1410 or CWBI-B28 strains in combination with sodium chloride (0.14 g/ml) as preservatives on fishes (100 ml/100 g) incubated at 10°C, declined the level of total bacterial counts of 1.5 log CFU/g within 48 h, and delayed the increase of bacteria number in fishes: bacterial counts remained under 106 CFU/g for 13 to 18 days of storage at 10°C following the fish, whereas they were over 106 CFU/g after 3 to 7 days fish storage at 10°C in controls, treated with salted (NaCl 0.14 g/ml) neutralized (pH 6) culture supernatants of non-bacteriocin producers (Lactococcus lactis LMG 6890 and Lactobacillus curvatus LMG 216888). The antimicrobial effects by salted neutralized culture supernatants of the bacteriocin producers were higher to those of salted solution (NaCl 0.14 g/ml) supplemented with benzoate and sorbate acid salts each at concentration of 0.5 mg/ml on the moderate and fat fishes. These data suggest that the use of bacteriocin-producing lactic acid bacteria in combination with sodium chloride as described above, particularly the use of salted bactericidal culture supernatant, as preservatives, can be a suitable strategy to enhance the storage and the bacterial quality of traditional fish products in Senegal. The treatment of fishes in using one of the strategies as described above combined with a drying process could permit production of seafood commodities with higher bacterial quality and time of storage, justifying to continue this investigation on the enhancement of the bacteriocin-productivity by CWBI-B1410, and the evaluation of the effects of the new treatments on the organaoleptic and nutritional quality of products.

Notre thèse s’inscrit dans le cadre de la compréhension des mécanismes d’inactivation de microorganismes, principalement des spores bactériennes, suite à un traitement à l’ozone. Les objectifs généraux, au départ, étaient de mettre en place une stratégie expérimentale dans le but de déterminer les espèces et les phénomènes impliqués dans les mécanismes d’inactivation des spores en combinant diverses techniques pluridisciplinaires. Rappelons que les récentes avancées en stérilisation par plasma sont principalement dues aux études menées sur les mécanismes d’inactivation des microorganismes. Dans ce contexte, en nous appuyant sur une synthèse des études publiées dans la littérature scientifique, nous avons élaboré une étude expérimentale en deux étapes : l’étude de la stérilisation à l’ozone en milieu sec puis en milieu humide. Au cours de ces études, nous avons principalement étudié la cinétique d’inactivation des microorganismes, les dommages occasionnés à ces derniers par de tels traitements et nous avons identifié les espèces responsables de l’inactivation pour, enfin, proposer un mécanisme d’inactivation en spécifiant le rôle et l’importance des différents phénomènes en jeu. L’originalité de notre approche s’appuie sur la corrélation faite entre ces deux types de traitement (ozone sec et humidifié) ainsi que la diversité et la complémentarité des moyens de caractérisation utilisés. Dans un second volet, nous avons mis en évidence pour la première fois la possibilité de conférer à une surface de Pétri de polystyrène (PS) une importante activité biocide suite à un traitement à l’ozone. Nous avons mené une étude de caractérisation des propriétés de ces surfaces démontrant, principalement, leur grande efficacité biocide sur une large gamme de microorganismes, l’importance de l’interaction microorganismes/surface traitée, l’existence de la rémanence biocide, les modifications physico-chimiques induites en surface… L’étude des modifications physico-chimiques et microbiologiques nous a permis d’approcher les mécanismes d’inactivation en identifiant, de manière non exhaustive, les phénomènes impliqués. Enfin, nous avons examiné l’applicabilité de cette méthode à divers types de polymères montrant que le degré d’activité biocide induite dépend de la nature du substrat. / The thesis deals with the inactivation mechanisms of microorganisms (mainly endospores) after an ozone treatment. The general objective of this work was to provide an experimental strategy to identify the phenomena and chemical species involved in microorganism inactivation mechanism using multidisciplinary techniques. Recall that the recent advances in plasma sterilization are mainly due to comprehensive studies dealing with the inactivation mechanisms of microorganisms. In this context, based on a review of published studies, we proposed a two-step experimental study of ozone sterilization in both dry and humid media. In the course of this work, we have examined the inactivation kinetics of some microorganisms, their damage after treatments; we have also identified the chemical species responsible for inactivation, and proposed an inactivation mechanism (for each type of ozone treatment) by describing the importance and role of the different implicated phenomena. The originality of our approach rests on the correlation achieved between the dry and humid ozone treatment, and by the diversity and complementarity of the characterization techniques used. In a second part, we show for the first time the possibility to confer biocide activity to surfaces of polystyrene (PS) Petri dishes after their exposure to ozone. A characterization study of these treated surfaces mainly shows a high inactivation efficacy on various microorganisms, the importance of the microorganisms/treated-surface interaction, the biocide persistence of the treated surfaces and physico-chemical modifications. The study on physico-chemical and microbiological changes gives us elements for identifying the phenomena involved in the inactivation mechanisms. Finally, we have shown the possibility to confer biocide properties to polymeric surfaces in general with the same experimental process observing that the biocide efficacy depends on the nature of the polymer. / Une partie du travail a mené a un dépôt de brevet.

No description available.