Shigella provoque la dysenterie bacillaire en envahissant les muqueuses du colon. Cette maladie diarrhéique est responsable d’un million de décès par an essentiellement dans les pays en voie développement. Les gènes nécessaires àl’entrée dans les cellules hôtes sont regroupés sur un fragment d’ADN plasmidique de 30-kb. Celui-ci contient deux types de gènes, les gènes ipa(B, C et D) et ipgcodant pour des protéines responsables de l’entrée de la bactérie dans les cellules, et les gènes mxi/spacodant pour un système de sécrétion appelétype III (SST3) nécessaire àla sécrétion des facteurs de virulence. Les gènes mxi/spaetipa/ipgsont exprimés à37°C et les protéines Ipa/Ipgrestent dans le cytoplasme jusqu’àce que le SST3 soit activéau contact de la cellule hôte. Ce contact induit l’internalisation de la bactérie par macropinocytose, suivie de sa dissémination intra-et intercellulaire. Des observations en microscopie électronique (ME) montrent que le SST3 est composéde trois parties: i) une aiguille dont la longueur est régulée à50 nm par la protéine Spa32, ii) un corps basal qui traverse les membranes interneet externe ainsi que le peptidoglycane, et iii) un bulbe cytoplasmique. Le SST3 est le dispositif principal de virulence et permet l’injection de facteurs de virulences du cytoplasme bactérien vers celui de la cellule cible. Shigelladoit sécréter ces protéines de manière ordonnée. Très peu de travaux ont abordécette question. L’objectif principal de ce travail de thèse a étéd’étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans la hiérarchie de sécrétion.Nous avons principalement investiguéle rôle de 3 protéines: Spa32, Spa40 et MxiC dans la sécrétion. Nous avons montré, par des études génétiques, que contrairement aux études publiées sur les protéines homologues, Spa32 n’agit pas comme un «molecularruler»pour réguler la taille de l’aiguille. Nous avons montréque cette régulation nécessite l’interaction de Spa32 via ses résidus 206-246 au domaine C-terminal de Spa40 (Spa40C) (Botteaux et al., 2008a). Ayant identifiécette interaction avec Spa40, l’étape suivante de notre travail a portésur la caractérisation de la fonction du gène spa40par des méthodes génétique, biochimique et structurale (ME). Nos résultats montrent que Spa40 joue un rôle important dans l’assemblage du SST3. Des plus, nous avons mis en évidence de nouvelles interactions impliquant Spa40C et des composants du SST3 (Botteaux et al., in preparation).Parallèlement àces travaux, nous avons montréque l’inactivation du gène mxiCaboutit àune dérégulation spécifique de la sécrétion des effecteurs sans altérer celle des translocateurs IpaB et IpaC. Cette augmentation de sécrétion est due àune augmentation de transcription des gènes tardifs, conséquence de la sécrétion précoce de l’anti-activateur transcriptionnel, OspD1 (Botteaux et al., 2008b). De plus, nous avons montréque MxiC est un substrat de l’appareil de sécrétion et que cette sécrétion est associée àsa fonction. Finalement, la mise en évidence d’une interaction entre MxiC et Spa47, l’ATPase du SST3 nous permet de proposer un modèle régulant la hiérarchie de sécrétion des effecteurs.Dans une autre partie de notre travail, nous avons identifié, par des expériences de ME et d’immunomarquage, que l’invasineIpaD est localisée au sommet de l’aiguille du SST3 oùelle lui sert de bouchon. Enfin, de manière très intéressante, nous avons montréque des anticorps anti-IpaD neutralisent l’entrée de Shigelladans les cellules (Sani, Botteaux et al., 2007, dépôt de brevet). IpaD, étant conservée dans les isolats invasifs de Shigella, représente donc un réel candidat vaccinal pouvant pallier la diversitédes sérotypesbactériens.En conclusion, nos travaux représentent une contribution importante àla compréhension des mécanismes de virulence bactériens et dépassent le cadre de Shigellapuisque les systèmes de sécrétion sont hautement conservés parmi plusieurs pathogènes. L’identification de drogues pouvant interférer avec ces systèmes de sécrétion représente une voie d’avenir pour le développement de nouveaux agents anti-infectieux.

Les amibes se nourrissent principalement de bactéries. Certaines bactéries pouvant résister à la digestion dans la voie phagocytique amibienne s’y retrouvent enrobées et sécrétées dans l’environnement par la suite. Cet enrobage augmente la résistance bactérienne à différents stress. Les bactéries enrobées pourraient favoriser la propagation de maladies infectieuses, mais aucune donnée n’est disponible à ce sujet. Les bactéries pathogènes Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium et Pseudomonas aeruginosa sont capables de résister à la digestion amibienne, mais leur capacité à être enrobée est inconnue. L’étude de la résistance de ces bactéries face à l’amibe Dictyostelium discoideum et l’analyse de la viabilité de cette dernière en présence des bactéries ont été réalisées pour mieux cibler les souches bactériennes potentiellement enrobables. Des essais d’enrobage ont été tentés, mais aucune bactérie enrobée n’a été observée en microscopie électronique. D’autres analyses seront requises pour comprendre la propagation des maladies infectieuses via les bactéries enrobées. / Amoebae mainly feed bacteria. Many bacteria are resistant to the digestion in the phagocytic pathway of amoebae. There they can be packaged and then secreted into the environment. Packaging increases the resistance of bacteria to different stresses. Packaged bacteria could improve the spread of infectious diseases, but no data is available regarding that so far. The pathogenic bacteria Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium and Pseudomonas aeruginosa are able to resist to digestion by amoeba digestion, but their ability to be packaged is unknown. The study of the bacteria resistance to the amoeba Dictyostelium discoideum and the analysis of the viaibility of the latter in the presence of bacteria were done to better target the bacterial isolates that can be packaged. Assays of packaging of bacteria were done, but no packaged bacteria were observed by electron microscopy. Other analyzes are required to understand the spread of infectious diseases by packaged bacteria.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / Plusieurs protozoaires se nourrissant de bactéries peuvent sécréter des corps multilamellaires (CML) dans lesquels se retrouvent certaines bactéries pathogènes ayant résisté à la digestion par la cellule hôte. Ces bactéries enrobées dans des CML bénéficient de protections supplémentaires contre divers stress et sont susceptibles d’être aérosolisées et inhalées par l’humain. La présente étude visait à élucider le rôle physiologique des CML et les mécanismes de leur formation chez l’amibe modèle Dictyostelium discoideum. L’analyse en spectrométrie de masse du contenu protéique des CML a révélé la présence de quatre protéines majeures, incluant SctA communément associée aux pycnosomes. La fonction biologique des CML reste inconnue, mais il a été déterminé que les amibes et autres protozoaires pouvaient réinternaliser les CML sécrétés. Ces résultats permettent d’orienter les recherches afin d’élucider le véritable rôle des CML et ainsi mieux comprendre leur implication dans la transmission de bactéries pathogènes d’origine environnementale. / Many protozoa that feed on bacteria secrete multilamellar bodies (MLBs). MLBs have been found to harbour pathogenic bacteria that are resistant to degradation by the host cell. MLBs serve to protect these bacteria from various external stresses and could be aerosolized and subsequently inhaled by humans. The aim of this study was to elucidate the physiological role of MLBs and the mechanisms governing their formation in the model amoeba Dictyostelium discoideum. Mass spectrometric analyses of purified MLBs revealed the presence of four major proteins, including SctA, a protein generally associated with pycnosomes. The biological function of MLBs remains unclear, but we demonstrated that the amoeba and another protozoan can reinternalize secreted MLBs. These results provide new insight into the role of MLBs in the cell and deepen our understanding of the involvement of MLBs in the transmission of environmental pathogenic bacteria.

Le lait cru constitue un milieu de culture favorable au développement de microorganismes dès la ferme. Malgré les différentes actions comme les nettoyages, la conservation au froid et les traitements thermiques utilisés pour limiter le développement ou détruire les bactéries pathogènes et responsables de l'altération du lait, ces dernières peuvent persister, parfois grâce à la formation de biofilms. Elles vont pouvoir s'établir sur les surfaces des équipements laitiers et seront responsables de pertes financières importantes. L'objectif de ce projet était de former des modèles de biofilms mixtes reproductibles à partir de bactéries isolées de l'environnement laitier afin d'étudier leur capacité à former des biofilms et caractériser ces derniers. Pour cela, six souches bactériennes thermorésistantes responsables d'altérations ont été sélectionnées. Leur capacité à former des biofilms a été évaluée par méthode statique avec des microplaques de 96 puits. Ensuite, les interactions entre les bactéries ont été étudiées grâce à des tests sur géloses. Enfin, la formation de biofilms a été reproduite par méthode dynamique avec un bioréacteur de type CDC. Les résultats de cette étude ont permis de mettre en évidence que des souches de Pseudomonas aeruginosa, Bacillus licheniformis, Streptococcus thermophilus et Enterococcus faecalis sont de fortes productrices de biofilms alors que les souches Clostridium tyrobutyricum et Rothia kristinae sont de faibles productrices de biofilm. En condition mixte, les bactéries fortement productrices de biofilms sont dominantes. Il ne semble pas y avoir de réactions antagonistes entre les bactéries à l'exception de P. aeruginosa qui pourrait freiner la croissance de B. licheniformis et E. faecalis. Les connaissances sur les biofilms mixtes acquises lors de cette étude, ainsi que les interactions observées entre les bactéries, permettront d'envisager des stratégies de contrôle impliquant notamment des phénomènes de compétition au sein des biofilms. / Raw milk is a rich culture medium allowing the development of microorganisms from the farm. Despite the various actions such as cleaning, cold storage and heat treatments used to limit the development of milk pathogenic and spoilage bacteria, they can persist due to the formation of biofilms. They will be able to establish themselves on the surfaces of dairy equipment and will be responsible for significant financial losses. The objective of this project was to establish reproducible multi-species biofilm models from bacteria isolated from the dairy environment in order to study their ability to form biofilms and characterize them. To do this, six heat-resistant bacterial strains responsible of milk adulteration were selected. Their ability to form biofilms was evaluated by a static method with 96-wells microtiter plates. Then, interactions between bacteria were studied through agar tests. Finally, the formation of biofilms was dynamically reproduced with a CDC biofilm reactor. The results of this study have shown that strains such as Pseudomonas aeruginosa, Bacillus licheniformis, Streptococcus thermophilus and Enterococcus faecalis are strong biofilm producers while Clostridium tyrobutyricum and Rothia kristinae are weak biofilm producers. In multi-species biofilms, bacteria producing strong biofilms take over weak producers. There do not appear to be any antagonistic reactions between bacteria except P. aeruginosa which may inhibit the growth of B. licheniformis and E. faecalis. The knowledge on multispecies biofilms acquired during this study, thanks to the model formed as well as the interactions observed between bacteria, will make it possible to consider control strategies involving competition phenomena within biofilms.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le gène de résistance (Rx) au virus X de la pomme de terre (PVX) code pour une molécule réceptrice qui interagit avec la protéine de capside (CP) du PVX conférant ainsi une résistance à la plante. Les mécanismes de résistance sont encore peu compris. Dans ce projet, nous nous intéressons à la caractérisation de cette interaction. Le premier objectif est de caractériser l’élicitation par la CP. Nous avons d’abord mutagénéisé deux acides aminés clés de la CP du PVX et montré que le niveau de la réponse par Rx est dépendant de l’affinité de l’éliciteur avec le récepteur. Nous montrons également que les CP de virus proches du PVX, présentant des variations naturelles de séquences, sont capables d’induire une résistance par Rx. Le second objectif est d’identifier les partenaires de cette résistance. Une collection de mutants EMS de tomates portant le gène Rx a été générée. Trois plantes présentant un défaut de résistance vis-à-vis du PVX ont été isolées et sont en cours de caractérisation. / In potato, the resistance gene (Rx) encodes a protein that confers resistance against Potato virus X (PVX). The trigger of the resistance is the recognition of PVX coat protein (CP). The mechanisms of this resistance are not well understood. In this project we investigate two different aspects of this interaction. The first goal of this project is to characterize the CP elicitor. In the first approach we mutagenized key amino acids in the PVX CP and showed that the affinity between elicitor and receptor modulates the intensity of the Rx response. In the second approach we showed that other viruses related to PVX with natural sequence variations in the CP are able to induce Rx mediated resistance. The second goal of this project is to identify genes required for Rx mediated resistance a collection of EMS mutants tomato (cv Micro-Tom) carrying the Rx gene has been generated and screened for restored susceptibility to PVX. Three mutants were identified and characterized.

Streptococcus pneumoniae est le pathogène bactérien le plus important des voies respiratoires chez les adultes et les enfants causant la pneumonie, la bronchite et l’otite de l’oreille moyenne. Cette bactérie est responsable d’une morbidité et d’une mortalité importante, entre autres, chez les jeunes enfants. La prévalence générale des souches de pneumocoques résistants et multirésistants est en hausse dans le monde compliquant la thérapie antimicrobienne vis-à-vis cette bactérie. Face à cette problématique, nous avons voulu caractériser les mécanismes de résistance à la ciprofloxacine (CIP), la tétracycline (TC) et la tigécycline (TGC) chez des mutants sélectionnés en laboratoire et des souches cliniques afin de potentiellement découvrir de nouvelles cibles diagnostiques de la résistance vis-à-vis ces molécules. L’approche génomique utilisée dans cette thèse (séquençage de génome et transformation) a permis de faire la caractérisation génotypique et phénotypique des mutants résistants aux trois antibiotiques utilisés dans l’étude. Cette approche, en plus de préciser le rôle des mutations dans les gènes parC et gyrA dans la résistance à la CIP, a permis de déterminer que le pneumocoque peut mettre en place des mécanismes de résistance secondaires le rendant résistant à la CIP et à la TC. En effet, l’acquisition d’une mutation dans le gène spr1902 protège la bactérie contre les dérivés réactifs à l’oxygène (ROS) induit par la CIP. De plus, la surexpression de PatA/PatB ainsi que la présence de mutations dans l’opéron du transporteur PatA/PatB induit de faibles niveaux de résistance à la CIP et à la TC, en absence de tetM et tetO. Un lien a également été établi entre la résistance à la TC et la surexpression de gènes de la voie de biosynthèse de la thiamine chez des souches de S. pneumoniae non-sensibles à la TC. Finalement, les mécanismes de résistance à la TGC ont été décrit, pour la première fois, chez le pneumocoque (mutations dans la protéine ribosomale S3 (rpsC ; spr0195), S10 (rpsJ; spr0187), l’ARNr 16S et une méthyltransférase de l’ARNr 16S hypothétique (spr1784). Ceuxi-ci causent une résistance croisée aux TCs de première et deuxième génération. Dans cette thèse, nous avons mis en lumière de nouveaux marqueurs de la résistance aux antibiotiques chez S. pneumoniae. / Streptococcus pneumoniae is a Gram-positive pathogen responsible for pneumonia, bronchitis and otitis media leading to considerable morbidity and mortality among children and adults. The prevalence of resistant and multi-resistant strains increases worldwide impairing antimicrobial treatments toward this bacterium. We characterised resistance to ciprofloxacin (CIP), tetracycline (TC) and tigecycline (TGC) in laboratory-derived resistant mutants and unsusceptible clinical isolates to further our comprehension of resistance mechanisms and potentially uncover new therapeutic and diagnostic targets toward these drugs. The genomic approaches used in this thesis (genome sequencing and DNA transformation) allowed the phenotypic and genotypic characterisation of mutants resistant to three antibiotics. By this approach, the role of parC and gyrA mutations in CIP resistance was confirmed and even extended and it was also possible to determine that S. pneumoniae may select secondary mechanisms of resistance to CIP and TC besides target-site mutations. Acquisition of a mutation in spr1902 is shown to protect the bacteria against oxygen-reactive species induced by CIP. Furthermore, overexpression of the ABC transporter PatA/PatB and mutations in the coding region of this transporter confer low-level resistance to CIP and TC. A link was also established between TC resistance and overexpression of genes involved in the thiamine biosynthesis and salvage pathway in S. pneumoniae TC non-susceptible isolates. Finally, for the first time, the mechanisms of resistance to TGC in S. pneumoniae were described (mutations in ribosomal protein S3 (rpsC; spr0195), S10 (rpsJ: spr0187), 16S ribosomal RNA (rRNA) and a putative 16S rRNA methyltransferase). These confer cross-resistance to first and second generation TCs. This work highlights new markers of antibiotic resistance in S. pneumoniae.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Le projet de recherche vise à répondre aux nécessités des productions avicoles. La coccidiose aviaire cause chaque année de lourdes pertes économiques. En plus d'être un facteur de risque important de l'entérite nécrotique, elle diminue les performances zootechniques des poulets de chair (Gallus gallus). Elle est d'autant plus préoccupante qu'elle engendre des fientes liquides infectantes, ce qui demande aux aviculteurs une gestion de leur production plus consciencieuse. Avec les anticoccidiens toujours utilisés aujourd'hui, les phénomènes de résistance sont de plus en plus fréquents chez le parasite Eimeria. Aujourd'hui, de nombreuses alternatives naturelles sont en cours de caractérisation. Cette étude a permis l'évaluation de nouveaux produits ainsi que d'outils permettant aux aviculteurs de mieux évaluer l'efficacité des traitements en fonction du statut de résistance observé dans leur production. Le projet de recherche a permis de montrer l'efficacité anticoccidienne du produit naturel Entero-V, un produit commercialisé contenant un mélange d'huiles essentielles. Le produit a permis de montrer son efficacité en combinaison avec un programme de vaccination. Il a aussi permis de mettre en application de nouvelles méthodes d'analyse in vitro, telles que les tests d'invasion, de viabilité, mais aussi de sporulation, et de prouver leur utilité pour évaluer l'efficacité anticoccidienne d'un produit. Il a été montré que les souches de champs à l'étude avaient un risque d'être devenues au cours du temps résistantes à différents traitements : l'amprolium et le zoalène. / The research project aims to meet the needs of poultry production. Avian coccidiosis causes heavy economic losses every year. In addition to being an important risk factor for necrotic enteritis, it decreases the zootechnical performance of broiler chickens (Gallus gallus). It is even more worrying as it generates infective liquid droppings, which requires poultry farmers to manage their production more conscientiously. Anticoccidials are still used today, but resistance phenomena are more and more frequent with the Eimeria parasite. Today many natural alternatives are being characterized. This study allowed the evaluation of new products and tools for poultry farmers to better assess the anticoccidials efficacy according to the resistance status observed in their production. The research project demonstrated the anticoccidial efficacy of the natural product Entero-V, an essential oil blend. It has demonstrated its effectiveness in conjunction with a vaccination program. It also made it possible to use in vitro tests for the anticoccidial property of a natural product. Regarding the resistance status of the Eimeria field strains, it was shown that the field strains had a risk of becoming resistant to different treatments over time: amprolium and zoalene.

Thèse en cotutelle, doctorat en sciences des aliments : Université Laval, Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et Museum national d'histoire naturelle,75005 Paris, France / L'émergence de bactéries multirésistantes (BMR) est un risque majeur pour la santé humaine et animale. Le problème est exacerbé par le besoin croissant de produits alimentaires, poussant l'industrie agricole à utiliser de plus en plus d'antibiotiques en réponse à la demande. De multiples pistes de recherche sont explorées pour répondre à l'urgence croissante de la situation, dont celle des bactériocines. Ces peptides antimicrobiens d'origine bactérienne présentent des spectres d'activité étroits et leur présence naturelle dans le microbiote de nombreux mammifères en font des candidats prometteurs. Actuellement, le potentiel des microcines, bactériocines des Enterobacteriaceae, est peu étudié. Ces peptides exercent leur activité antibactérienne sur d'autres Enterobacteriaceae qui sont considérées comme des menaces urgentes et sérieuses par le « Centre for Disease Control » (CDC). Par conséquent, l'objectif principal de cette thèse est de déterminer si les microcines sont une solution pertinente à la crise des antibiotiques, que ce soit comme remède provisoire ou comme mesure plus durable. Quatre microcines différentes ont été choisies pour ce projet : la microcine C (McC= un peptide nucléotidique inhibiteur de l'aspartyl ARNt synthase ; la microcine B17 (MccB17) un peptide portant des cycles thiazole et oxazole inhibiteur de l'ADN gyrase ; la microcine J25 (MccJ25) un peptide lasso inhibiteur de l'ARN polymérase et enfin la microcine E492 (MccE492) un peptide sidérophore qui cible la membrane interne par association avec le transporteur de mannose ManYZ. Dans un premier temps, nous avons produit et purifié les microcines. Ensuite, nous avons caractérisé l'efficacité des microcines contre une collection d'Enterobacteriaceae composée de différents pathogènes et BMR. Ces dernières regroupaient des souches Escherichia coli, Salmonella enterica et Klebsiella pneumoniae provenant de différents environnements, humain, animal, hôpitaux etc... Il a été observé qu'aucune des souches utilisées dans l'étude n'ait capable de résister aux quatre microcines, dans la marge de concentrations testée (jusqu'à 50 μg/mL). McC a montré le spectre d'activité le plus large, alors que la MccJ25 a montré la plus faible concentration minimale inhibitrice. Nous avons ensuite testé l'activité inhibitrice de différentes combinaisons de microcines ou de microcines avec des antibiotiques ayant des mécanismes d'action différents dont le but d'identifier des consortia à effet synergique ou additif. Aucun antagonisme n'a été observé alors que plusieurs combinaisons ont présenté des effets partiellement synergiques. Sur la base de cette étude phénotypique, aucune corrélation n'a été observée entre la résistance aux microcines et les phénotypes de résistance aux antibiotiques. Une étude génomique a été menée pour mieux évaluer la relation entre la résistance aux antibiotiques et la résistance aux microcines. Les séquences des génomes globaux de toutes les souches cibles ont été déterminées et analysées en utilisant différents programmes bio-informatiques. Les séquences de tous les gènes codant des protéines impliquées dans la biosynthèse des microcines et leurs mécanismes d'action ont été comparées. On a constaté que 48,5% de tous les phénotypes résistants aux microcines observés sont corrélés avec des changements significatifs des gènes codant pour les cibles de la microcine dans la cellule inhibée. Une étude non ciblée a été menée pour explorer tout nouvel élément génétique responsable de la résistance aux microcines. Il a été confirmé qu'aucun gène de virulence ou AMR n'était impliqué dans la résistance aux microcines. En outre, 28,5% de tous les phénotypes de résistance aux microcines observés étaient liés à de nouveaux éléments génétiques impliqués dans la réponse au stress, le métabolisme du sucre et / ou les systèmes toxine/anti-toxine. Enfin, nous avons analysé l'impact des microcines et par extension des bactériocines sur l'hôte dans un modèle in vivo porcin. L'impact de la microcine J25 et la nisine ont été étudié sur des porcelets en sevrage en comparaison avec deux traitements contrôles (antibiotique et sans traitement). Les traitements par antibiotique et MccJ25 ont montré les meilleures performances de croissance chez les porcelets, suivi du traitement par la nisine. Aucune différence significative dans la composition du microbiote n'a été observée au niveau des phyla. Cependant, le traitement nisine a présenté un impact négatif sur le genre Streptococcus. Parallèlement, les différents traitements n'avaient pas d'impact sur la composition des acides gras à chaîne courte. Le traitement ATB a montré le plus fort impact au niveau du métabolome fécal des porcelets. En conclusion, cet ensemble de travaux représente une approche holistique de l'évaluation du potentiel des microcines en tant qu'alternative aux antibiotiques. Ainsi, les spectres d'activité, les mécanismes de résistance et l'impact des microcines ont été caractérisés avec un haut niveau de précision, plus approprié pour les antimicrobiens à spectre étroit. / The emergence of multidrug-resistant (MDR) bacteria is a major risk to human and animal health. The problem is exacerbated by the growing need for food, pushing the agricultural industry to use more and more antibiotics in response to an increasing human population. Multiple avenues of research are being explored to respond to the growing urgency of the situation, including bacteriocins. They exhibit narrow activity spectra and their natural presence in the microbiota of many mammals make them promising candidates. Currently the potential of microcins, a member of the bacteriocin family, is poorly studied. They are generally produced from Enterobacteriaceae to target other Enterobacteriaceae that are considered urgent and serious threats by the (CDC) Center for Disease Control. Therefore, the main objective of this thesis is to determine whether microcins are a plausible solution to the antibiotic crisis, either as an interim remedy or as a more durable measure. Four different microcins were chosen for this project; McC a nucleotide peptide and inhibitor of tRNA synthase; MccB17 a thiazole oxazole modified microcin (TOMM) that inhibits DNA Gyrase; MccJ25 a lasso peptide and RNA polymerase inhibitor and finally MccE492 a siderophore peptide that targets the inner membrane through stable association with the mannose transporter ManYZ. Initially, the effectiveness of microcins was characterized against a collection of Enterobacteriaceae composed of different pathogens and MDR strains. These were natural isolates of the medically pertinent Escherichia coli, Salmonella enterica and Klebsiella pneumoniae species, and from a variety of environments such as human, animal, hospitals, etc. It was observed that none of the strains used in the study were able to with stand all four microcins, within the tested range of concentrations (up to 50 μg/mL). McC had the widest activity spectra and MccJ25 had the lowest minimum inhibitory concentration. Furthermore, microcin inhibition varied between bacteriostatic and bactericidal for all tested microcins. Moreover, we tested whether these microcins can be combined with each other or with other antibiotics of different mechanisms of action to increase their activity. No antagonism was observed, and multiple partially synergistic effects were recorded, mostly in microcin antibiotic consortia. Based on this phenotypic study, no correlation was observed between microcin resistance and antibiotic resistance phenotypes. Second, a genomic study was conducted to better assess the relationship between antibiotic resistance and microcin resistance to confirm whether there is potential crossover. The genetic sequences of all genes involved in microcin biosynthesis, and their mechanisms of action were compared. It was found that 48.5% of all observed microcin-resistant phenotypes correlated with significant changes in genes encoding microcin partners in the target cell. Then a (GWAS) Genome Wide Association Study was conducted to explore any novel genetic element responsible for resistance to microcins. It was confirmed that no virulence or (AMR) antimicrobial resistance genes were involved in microcin resistance. In addition, 28.5% of all microcin resistance phenotypes observed were related to novel genetic elements involved in stress response, sugar metabolism and/or (TA) toxin-antitoxin systems. Finally, we sought to analyse the impact of microcins and by extension bacteriocins on the host in an in vivo porcine model. The impact of two bacteriocin treatments (NIS, Nisin and MIC, MccJ25) were studied on weaning piglets compared with two control treatments (ATB, antibiotic) and (SAB, without treatment). The ATB and MIC treatments showed the strongest growth in piglet weights, followed by the NIS and SAB treatment. No significant shifts to the microbiota compositions were observed on the phyla level, albeit with a negative impact of NIS on the Streptococcus genus. Additionally, there was no significant impact of the treatments on the composition of Short Chain Fatty Acids(SCFAs), yet the ATB treatment presented the most distinct metabolome profile. This suggest that both MccJ25 and Nisin are able to yield similar health benefits to weaning pigs as antibiotics while better preserving their gut homeostasis. In conclusion, this body of work represents a holistic approach to the evaluation of the potential of microcins as an alternative to antibiotics. Whereby, the activity spectra, resistance mechanisms and impact of microcins was characterised with a high level of precision, more appropriate for narrow spectrum antimicrobials.