Recherche de molécules bioactives d’origine microbienne : caractérisation biochimique et moléculaire des souches de bactéries isolées du Soumbala, du Bikalga et de certains yaourts consommés au Burkina Faso, productrices de bactériocines

Résumé

Les molécules bioactives de type bactériocines constituent une source potentielle dans la recherche de nouvelles molécules capables de jouer le rôle des antibiotiques. Le but de cette étude est de rechercher les bactéries productrices de bactériocines et les types de bactériocines qu’elles peuvent produire. Vingt-deux souches bactériennes ont été isolées à partir d’aliments fermentés locaux burkinabé (Soumbala, lait fermenté, yaourt local et Bikalga), puis caractérisées par les méthodes de microbiologie, de physiologie, de PCR, de séquençages et de bio-informatiques. La recherche de gènes de molécules bioactives a consisté à rechercher les gènes pln codant pour les plantaricines. Cette recherche a été réalisée en ligne en utilisant les logiciels NCBI (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) et BAGEL3 (http://bagel.molgenrug.nl/index.php/bagel3) par alignement des séquences nucléotidiques partielles du gene 16S rRNA de quatre souches de Lactobacillus. La combinaison de ces méthodes a permis d’identifier et de classer les 22 souches en deux groupes distincts : le groupe des bactéries lactiques et le groupe des Bacillus. Parmi les bactéries lactiques on a les Lactobacilles (Souches S3, S4, Y6 et Lf1) et les Lactocoques (souches S2, S5, Y1, Y3 et Y5). Les alignements multiples des séquences nucléotidiques partielles du gène 16S rRNA des Lactobacilles obtenues par séquençage à travers BLASTn de la base de données NCBI ont permis d’identifier les souches S3, S4, Y6 et Lf1 comme étant respectivement Lactobacillus sp. strain S3, Lactobacillus sp. strain S4, Lactobacillus sp. strain Y6 et Lactobacillus plantarum strain Lf1. Le pH optimal de croissance pour les souches de bactéries lactiques varie de pH 5,5 à pH 7 et leur température optimale de croissance de 30 à 40°C. Le taux maximal de croissance varie de 0,072 à 0,259 h-1. Les 13 souches bactériennes du genre Bacillus sont identifiées comme étant des B. cereus (souches Bik1, Bik2, Bik3, Bik5, Bik6, Bik7, Lf2, Lf3, Lf4 et Lf5) et B. subtilis (Souches Bik4, Bik8 et Lf6). Les substances antibactériennes produites par les vingt deux souches bactériennes présentent un degré de spécificité élevé et possèdent un spectre d’action élargie car agissent sur Micrococcus luteus LMG 3293, une bactérie pas proche phylogénétiquement des bactéries lactiques et des Bacillus. Le gène pln codant pour les plantaricines chez les quatre souches de Lactobacilles est un gène mosaïque car composé de plusieurs opérons qui sont opéron plnABCD ; opéron plnEFI ; opéron plnGHSTUVW, opéron plnJKLR et opéron plnMNOP. Les bactériocines produites potentiellement par les 4 souches de Lactobacillus sont la plantaricine E, la plantaricine F, la plantaricine J, la plantaricine K, la protéine d’immunité et les protéines régulatrices comme plantaricine A ou IP, la protéine Histidine kinase (HKP) et la protéine régulatrices de réponse (RR). Les gènes de molécules bioactives sont indispensables à l’expression de l’activité antimicrobienne de la souche bactérienne. La recherche de ces gènes des molécules bioactives a été possible grâces aux outils bio-informatiques et moléculaires. A la lumière des résultats obtenus les souches de Lactobacillus peuvent être proposées aux différentes unités de production d’aliments fermentés pour une utilisation éventuelle.

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