Identification et production du biosurfactant inconnu de Burkholderia cenocepacia K56-2

Perron, Xavier (2023). Identification et production du biosurfactant inconnu de Burkholderia cenocepacia K56-2 Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 95 p.

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Résumé

La bactérie Burkholderia cenocepacia est un pathogène opportuniste appartenant au complexe Burkholderia cepacia (BCC). Le BCC est constitué d’un ensemble d’espèces apparentées, incluant plusieurs pathogènes pouvant coloniser les poumons des individus atteints de la fibrose kystique, que l'on retrouve dans les sols et qui possèdent une résistance intrinsèque envers plusieurs antibiotiques. Les rhamnolipides sont des métabolites extracellulaires amphiphiles (biosurfactant) produits pas des bactéries telles que Pseudomonas aeruginosa et Burkholderia glumae (pas un BCC), agissant comme agents mouillants qui abaisse la tension de surface et favorisent la motilité sociale de type swarming. Tout comme les bactéries connues pour produire des rhamnolipides, B. cenocepacia possède des homologues des gènes rhlA/rhlB/rhlC. Un mutant du gène rhlA de B. cenocepacia présente un défaut dans sa motilité de type swarming, suggérant fortement la capacité de produire un biosurfactant chez cette souche; cependant, malgré l’homologie des gènes, ceux-ci ne sont pas des rhamnolipides. Le laboratoire Déziel a déjà observé un phénomène correspondant puisque la bactérie Pantoea ananatis produit des glucolipides plutôt que des rhamnolipides, malgré la présence de gènes homologues. La nature de ce nouveau biosurfactant reste élusive. Afin d’identifier des conditions de culture favorisant sa production, une souche de B. cenocepacia avec le promoteur de l’opéron de synthèse rhl relié à un opéron lux a été créée, ce qui a permis d’optimiser les conditions d’expression et éventuellement de production. Grâce à cette optimisation, un milieu minimal a été développé qui révèle un défaut important de formation de biofilm chez le mutant rhlA- de B. cenocepacia, ainsi que des différences chromatographiques d’un extrait organique, en voie vers l’identification de ce nouveau biosurfactant.

The bacteria Burkholderia cenocepacia is an opportunistic pathogen belonging to the Burkholderia cepacia complex (BCC). The BCC group is made of closely related species, as well as species able to colonize the lungs of immunosuppressed people and cystic fibrosis patients, that are commonly present in soils and who possess a natural resistance to many antibiotics. Rhamnolipids are extracellular amphiphilic metabolites produced by bacteria, and most notably by Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia glumae (not a BCC member), and act as wetting agents that lower surface tension and faciliate social motility called swarming. Just like other bacterial species known to produce biosurfactants, B. cenocepacia possesses ortholog genes for rhlA/rhlB/rhlC. A deletion mutant of the rhlA gene of B. cenocepacia presents a default in its capability to swarm, strongly suggesting the capacity to produce a biosurfactant for this strain. However, despite similarities to the rhl genes, the molecules were not identified as rhamnolipids. The Deziel’s laboratory already observed a similar phenomenon, since the bacteria Pantoea ananatis produces glucolipids instead of rhamnolipid even though it possesses rhl genes. The nature of this new biosurfactant is still elusive. In order to identify media favoring its production, a strain of B. cenocepacia with the promoter region of the rhl operon linked to a lux operon has been made, which made it possible to optimise the expression, then eventually the conditions of production. Thanks to this optimisation a minimal media was used for culture and demonstrated that an important lack of biofilm and differences in chemical composition in a rhlA- mutant of B. cenocepacia when compared to the wild-type parent strain. We are now beginning to investigate the structure of this new biosurfactant.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Déziel, Éric
Mots-clés libres:	Burkholderia cenocepacia; Biosurfactant; Rhamnolipides; Métabolites; Extraction; Biofilm; Swarming; Clonage; Fibrose kystique; luminescence; Metabolites; Cloning; Cystic Fibrosis
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	25 juill. 2023 04:24
Dernière modification:	25 juill. 2023 04:24
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/13559

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