Profils génomiques de souches et analyse transcriptionnelle des interactions entre bactéries lactiques

点击翻译按钮获取中文摘要

Les bactéries lactiques se retrouvent dans de nombres produits alimentaires car elles possèdent de multiples caractéristiques physiologiques et biochimiques de même que des propriétés probiotiques potentielles. Les ferments et les cultures lactiques utilisés en fabrication fromagère doivent résister à de nombreuses conditions adverses. Ces bactéries sont caractérisées par une grande variation génomique et transcriptomique conduisant à des propriétés technologiques différentes. Dans le cadre de mon programme de recherche, j’ai contribué à l’approfondissement des connaissances sur l’expression du métabolisme microbien associé au fromage par la mise en œuvre d’un champ de recherche basé sur les méthodes génomiques. Cette approche de quantification relative de l’expression des gènes permet d’identifier ceux impliqués dans les interactions complexes entre les différentes souches bactériennes utilisées en fabrication fromagère (ferments et flore secondaire). Elle aide à mieux comprendre l’évolution et la contribution de chaque espèce puisqu’il n’est pas possible de quantifier l'activité spécifique des enzymes pour une espèce donnée. L’approche préconisée permet aussi de déterminer la compatibilité et d’élucider les interactions entre les différentes espèces ou souches de bactéries lactiques. Au cours des cinq prochaines années, mon programme de recherche se concentrera à élucider les interactions entre les ferments de même qu’entre les différentes flores bactériennes laitières (flore secondaire, d’appoint ou probiotique) sous des conditions de fabrication fromagère grâce au profilage génomique de souches et l’analyse transcriptionnelle en cultures mixtes. Chacun des quatre objectifs aidera à valider nos hypothèses de recherche sur la diversité et l’évolution des ferments, les interactions entre les diverses flores et l’impact de lactobacilles hétérofermentaires sur la production de composés volatils. Des systèmes modèles, des méthodes microbiologiques conventionnelles, des méthodes moléculaires, des analyses de l’expression des gènes et des statistiques appropriées seront mis en œuvre pour réaliser les travaux exécutés par un stagiaire postdoctoral, un étudiant au doctorat, deux étudiants à la maitrise et cinq étudiants du premier cycle. Une méthodologie basée sur le pyroséquençage, l’analyse transcriptionnelle et la quantification par PCR basée sur la détection des cellules viables non cultivables sera en mesure d’améliorer notre capacité de sélectionner et de valider différentes combinaisons de souches de bactéries lactiques utilisées comme ferments ou cultures d’appoint, permettant ainsi de faire avancer les connaissances sur la compatibilité, la complémentarité et les interactions entre bactéries lactiques en fabrication fromagère. Le programme de recherche va donc intégrer une gamme pluridisciplinaire d'expertise et de connaissances sur les écosystèmes microbiens dans la fabrication du fromage, et plus particulièrement, les cultures probiotiques produites au Canada. En outre, du personnel hautement qualifié sera prêt à entrer sur le marché du travail dans le domaine de la recherche académique et industrielle. Les résultats escomptés permettront de proposer: un savoir-faire permettant une quantification des principaux groupes microbiens et un suivi de leurs réponses transcriptionnelles par des méthodes génomiques pour la détection des différences entre les communautés microbiennes d’un fromage selon le lot, le procédé de fabrication et le temps de maturation. Ainsi, les nouvelles connaissances générées permettront de proposer à terme de nouveaux leviers de contrôle et de suivi des bactéries lactiques aux chercheurs en industrie fromagère par des méthodes rapides et fiables capables de prédire leur performance en interaction.